Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 17 № 505536
i

Ме­ди­а­ны AA1, BB1 и CC1 тре­уголь­ни­ка ABC пе­ре­се­ка­ют­ся в точке M. Точки A2, B2 и C2  — се­ре­ди­ны от­рез­ков MA, MB и MC со­от­вет­ствен­но.

а)  До­ка­жи­те, что пло­щадь ше­сти­уголь­ни­ка A1B2C1A2B1C2 вдвое мень­ше пло­ща­ди тре­уголь­ни­ка ABC.

б)  Най­ди­те сумму квад­ра­тов всех сто­рон этого ше­сти­уголь­ни­ка, если из­вест­но, что AB  =  4, BC  =  7 и AC  =  8.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Пусть S_ABC=S. Из ри­сун­ка видно, что пло­щадь ше­сти­уголь­ни­ка A_1B_2C_1A_2B_1C_2 равна сумме пло­ща­дей S_A_1B_1C_1 плюс S_B_1C_1A_2 плюс S_A_1C_1B_2 плюс S_A_1B_1C_2. По­сколь­ку тре­уголь­ник A1B1C1 по­до­бен тре­уголь­ни­ку ABC c ко­эф­фи­ци­ен­том по­до­бия k= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби его пло­щадь S_A_1B_1C_1= дробь: чис­ли­тель: S, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби . Пусть K  — точка пе­ре­се­че­ния ме­ди­а­ны AA1 и сред­ней линии B1C1. Ме­ди­а­на и сред­няя линия делят друг друга по­по­лам, по­сколь­ку они яв­ля­ют­ся диа­го­на­ля­ми па­рал­ле­ло­грам­ма AB1A1C1. От­ку­да AK= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби AA_1, AK   — ме­ди­а­на тре­уголь­ни­ка AB1C1. За­ме­тим, что

AA_2:AK= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби AM: дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби AA_1=AM:AA_1=2:3,

то есть точка A2 делит ме­ди­а­ну AK тре­уголь­ни­ка AB1C1 в от­но­ше­нии 2 : 1. Зна­чит, это точка пе­ре­се­че­ния ме­ди­ан тре­уголь­ни­ка AB1C1. Пло­щадь тре­уголь­ни­ка B1C1A2 равна трети пло­ща­ди тре­уголь­ни­ка AB1C1, то есть равна  дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби S= дробь: чис­ли­тель: S, зна­ме­на­тель: 12 конец дроби . Ана­ло­гич­но пло­ща­ди тре­уголь­ни­ков A1C1B2 и A1B1C2 равны  дробь: чис­ли­тель: S, зна­ме­на­тель: 12 конец дроби . От­ку­да пло­щадь ше­сти­уголь­ни­ка A1B2C1A2B1C2 равна  дробь: чис­ли­тель: S, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби плюс 3 умно­жить на дробь: чис­ли­тель: S, зна­ме­на­тель: 12 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: S, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

б)   Пусть длины сто­рон BC, AC, AB тре­уголь­ни­ка ABC равны a, b, c. До­ка­жем, что квад­рат ме­ди­а­ны AA1 равен  дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби левая круг­лая скоб­ка 2b в квад­ра­те плюс 2c в квад­ра­те минус a в квад­ра­те пра­вая круг­лая скоб­ка . Для до­ка­за­тель­ства на про­дол­же­нии от­рез­ка AA1 за точку A1 от­ло­жим от­ре­зок A1P  =  AA1. По­лу­чим па­рал­ле­ло­грамм ACPB со сто­ро­на­ми AC  =  PB  =  b и AB  =  CP  =  c и диа­го­на­ля­ми BC  =  a и AP  =  2AA1. Сумма квад­ра­тов диа­го­на­лей па­рал­ле­ло­грам­ма равна сумме квад­ра­тов его сто­рон:

2b в квад­ра­те плюс 2c в квад­ра­те =a в квад­ра­те плюс 4AA_1 в квад­ра­те рав­но­силь­но AA_1 в квад­ра­те = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби левая круг­лая скоб­ка 2b в квад­ра­те плюс 2c в квад­ра­те минус a в квад­ра­те пра­вая круг­лая скоб­ка .

Ана­ло­гич­но BB_1 в квад­ра­те = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби левая круг­лая скоб­ка 2a в квад­ра­те плюс 2c в квад­ра­те минус b в квад­ра­те пра­вая круг­лая скоб­ка , а CC_1 в квад­ра­те = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби левая круг­лая скоб­ка 2a в квад­ра­те плюс 2b в квад­ра­те минус c в квад­ра­те пра­вая круг­лая скоб­ка . Пусть L  — се­ре­ди­на от­рез­ка AB1. По­сколь­ку A2  — точка пе­ре­се­че­ния ме­ди­ан тре­уголь­ни­ка AB1C1, она лежит на от­рез­ке C1L и делит его в от­но­ше­нии 2 : 1, счи­тая от точки C1. Зна­чит, C_1A_2= дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби C_1L. Но тре­уголь­ни­ки AB1C1 и ABC по­доб­ны с ко­эф­фи­ци­ен­том 1/2, по­это­му C_1L= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби BB_1 и C_1A_2= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби BB_1. По­вто­ряя те же рас­суж­де­ния для тре­уголь­ни­ка A1B1C по­лу­ча­ем, что от­ре­зок A1C2 равен  дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби BB_1. При­ме­няя ана­ло­гич­ные рас­суж­де­ния, по­лу­чим что сто­ро­ны ше­сти­уголь­ни­ка втрое мень­ше ме­ди­ан тре­уголь­ни­ка ABC: B_2C_1=B_1C_2= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби AA_1, A_2B_1=A_1B_2= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби CC_1. Сле­до­ва­тель­но, сумма квад­ра­тов сто­рон ше­сти­уголь­ни­ка равна:

2 левая круг­лая скоб­ка B_1C_2 в квад­ра­те плюс A_1C_2 в квад­ра­те плюс A_1B_2 в квад­ра­те пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 9 конец дроби левая круг­лая скоб­ка AA_1 в квад­ра­те плюс BB_1 в квад­ра­те плюс CC_1 в квад­ра­те пра­вая круг­лая скоб­ка =
= дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 9 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби умно­жить на левая круг­лая скоб­ка 2b в квад­ра­те плюс 2c в квад­ра­те минус a в квад­ра­те плюс 2a в квад­ра­те плюс 2c в квад­ра­те минус b в квад­ра­те плюс 2a в квад­ра­те плюс 2b в квад­ра­те минус c в квад­ра­те пра­вая круг­лая скоб­ка =

= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 18 конец дроби умно­жить на 3 левая круг­лая скоб­ка a в квад­ра­те плюс b в квад­ра­те плюс c в квад­ра­те пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 6 конец дроби левая круг­лая скоб­ка a в квад­ра­те плюс b в квад­ра­те плюс c в квад­ра­те пра­вая круг­лая скоб­ка .

Под­став­ляя чис­ло­вые зна­че­ния по­лу­ча­ем, что сумма квад­ра­тов шести сто­рон тре­уголь­ни­ка равна  дробь: чис­ли­тель: 43, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

 

Ответ: 21,5.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
Име­ет­ся вер­ное до­ка­за­тель­ство утвер­жде­ния пунк­та a) и обос­но­ван­но по­лу­чен вер­ный ответ в пунк­те б)3
По­лу­чен обос­но­ван­ный ответ в пунк­те б)

ИЛИ

име­ет­ся вер­ное до­ка­за­тель­ство утвер­жде­ния пунк­та а) и при обос­но­ван­ном ре­ше­нии пунк­та б) по­лу­чен не­вер­ный ответ из-за ариф­ме­ти­че­ской ошиб­ки

2
Име­ет­ся вер­ное до­ка­за­тель­ство утвер­жде­ния пунк­та а)

ИЛИ

при обос­но­ван­ном ре­ше­нии пунк­та б) по­лу­чен не­вер­ный ответ из-за ариф­ме­ти­че­ской ошиб­ки,

ИЛИ

обос­но­ван­но по­лу­чен вер­ный ответ в пунк­те б) с ис­поль­зо­ва­ни­ем утвер­жде­ния пунк­та а), при этом пункт а) не вы­пол­нен

1
Ре­ше­ние не со­от­вет­ству­ет ни од­но­му из кри­те­ри­ев, при­ведённых выше0
Мак­си­маль­ный балл3

Аналоги к заданию № 505536: 507510 511416 511440 ... Все

Методы геометрии: Свой­ства ме­ди­ан
Классификатор планиметрии: Мно­го­уголь­ни­ки и их свой­ства, Пра­виль­ный ше­сти­уголь­ник
Виолетта 14.03.2018 18:12

В п. 2 можно взять часть ре­ше­ния: В1С2=С1В2=АА2, В2А1=А2В1=СС2, А1С2=С1А2=ВВ2 и сумма квад­ра­тов всех сто­рон ше­сти­уголь­ни­ка равна 2/9 (АА1 в квад­ра­те + ВВ1 в квад­ра­те + СС1 в квад­ра­те) и даль­ше по тео­ре­ме ко­си­ну­сов найти из треуг АВС cosА = 31/64, cosC = 92/112, и опять по тео­ре­ме ко­си­ну­сов из треуг АВВ1 найти ВВ1 в квад­ра­те = 16,5 , из треуг АСС1 найти СС1 в квад­ра­те = 52,5, из треуг АА1С найти АА1 в квад­ра­те = 27,75 и най­ден­ные ве­ли­чи­ны под­ста­вить 2/9 (27,75 +16,5 +52,5) = 21,5