Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

В тра­пе­ции ABCD с бо­ко­вы­ми сто­ро­на­ми AB = 8 и CD = 5 бис­сек­три­са угла B пе­ре­се­ка­ет бис­сек­три­сы углов A и C в точ­ках M и N со­от­вет­ствен­но, а бис­сек­три­са угла D пе­ре­се­ка­ет те же две бис­сек­три­сы в точ­ках L и K, при­чем точка L лежит на ос­но­ва­нии BC.

а)  До­ка­жи­те, что пря­мая MK про­хо­дит через се­ре­ди­ну сто­ро­ны AB.

б)  Найти от­но­ше­ние KL : MN, если LM : KN = 4 : 7.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

 

а)  Обо­зна­чим бук­вой E точку пе­ре­се­че­ния от­рез­ков MK и AB. Углы ∠ALB и ∠LAD равны, как на­крест ле­жа­щие углы; ана­ло­гич­но ∠CLD = ∠ADL, как на­крест ле­жа­щие. От­сю­да по­лу­ча­ем, что ∠BAL = ∠BLA, ∠CDL = ∠CLD, то есть тре­уголь­ни­ки ABL и CLD рав­но­бед­рен­ные (AB  =  BL, CL  =  CD). Тогда бис­сек­три­сы этих тре­уголь­ни­ков BM и CK яв­ля­ют­ся также вы­со­та­ми и ме­ди­а­на­ми. Зна­чит, точки M и K яв­ля­ют­ся се­ре­ди­на­ми сто­рон AL и DL со­от­вет­ствен­но. От­сю­да сле­ду­ет, что от­ре­зок MK яв­ля­ет­ся сред­ней ли­ни­ей тре­уголь­ни­ка ALD. Зна­чит, MK || AD.

Те­перь если рас­смот­реть тре­уголь­ник ABL, по­лу­ча­ем, что от­ре­зок EM па­рал­ле­лен сто­ро­не BL и ис­хо­дит из се­ре­ди­ны сто­ро­ны AL. От­сю­да сле­ду­ет, что EM яв­ля­ет­ся сред­ней ли­ни­ей этого тре­уголь­ни­ка, а зна­чит точка E  — се­ре­ди­на сто­ро­ны AB. Что и тре­бо­ва­лось до­ка­зать.

 

б)  Рас­смот­рим 4-уголь­ник MLKN. Из преды­ду­ще­го пунк­та по­лу­чи­ли, что ∠M  =  90°, ∠K  =  90°, от­ку­да сле­ду­ет, что

\angle L плюс \angle N = 360 гра­ду­сов минус левая круг­лая скоб­ка \angle M плюс \angle K пра­вая круг­лая скоб­ка = 180 гра­ду­сов.

То есть у дан­но­го 4-уголь­ни­ка суммы про­ти­во­по­лож­ных углов дают 180 гра­ду­сов, от­ку­да сле­ду­ет, что во­круг него можно опи­сать окруж­ность. Со­еди­ним точки N и L (пе­ре­се­че­ние с MK в точке F)  — по­лу­чим 2 пря­мо­уголь­ных тре­уголь­ни­ка NML и NKL. Тогда центр опи­сан­ной окруж­но­сти лежит на се­ре­ди­не общей ги­по­те­ну­зы NL.

Те­перь за­ме­тим, что тре­уголь­ни­ки MFL и NFK по­доб­ны по 2 углам (∠MFL = ∠NFK, как вер­ти­каль­ные; ∠MLF = ∠NKF, как впи­сан­ные углы, опи­ра­ю­щи­е­ся на одну и ту же дугу MN). Тогда  дробь: чис­ли­тель: ML, зна­ме­на­тель: KN конец дроби = дробь: чис­ли­тель: LF, зна­ме­на­тель: FK конец дроби .

Ана­ло­гич­но тре­уголь­ни­ки NMF и KFL по­доб­ны по 2 углам (∠NFM = ∠KFL, как вер­ти­каль­ные; ∠MNF = ∠FKL, как впи­сан­ные углы, опи­ра­ю­щи­е­ся на одну и ту же дугу ML). Тогда  дробь: чис­ли­тель: LK, зна­ме­на­тель: MN конец дроби = дробь: чис­ли­тель: LF, зна­ме­на­тель: MF конец дроби .

По­де­лим со­от­но­ше­ния друг на друга:

 левая фи­гур­ная скоб­ка \beginalign новая стро­ка дробь: чис­ли­тель: ML, зна­ме­на­тель: KN конец дроби = дробь: чис­ли­тель: LF, зна­ме­на­тель: FK конец дроби  новая стро­ка дробь: чис­ли­тель: LK, зна­ме­на­тель: MN конец дроби = дробь: чис­ли­тель: LF, зна­ме­на­тель: MF конец дроби  \endalign. \Rightarrow дробь: чис­ли­тель: LK, зна­ме­на­тель: MN конец дроби : дробь: чис­ли­тель: ML, зна­ме­на­тель: KN конец дроби = дробь: чис­ли­тель: FK, зна­ме­на­тель: MF конец дроби \Rightarrow дробь: чис­ли­тель: LK, зна­ме­на­тель: MN конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 4, зна­ме­на­тель: 7 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: FK, зна­ме­на­тель: MF конец дроби .

Из по­до­бия тре­уголь­ни­ков NLC и NFK (по 3-м углам) по­лу­чим, что  дробь: чис­ли­тель: FK, зна­ме­на­тель: LC конец дроби = дробь: чис­ли­тель: NF, зна­ме­на­тель: NL конец дроби . Ана­ло­гич­но из по­до­бия тре­уголь­ни­ков NLB и NFM по­лу­чим, что  дробь: чис­ли­тель: MF, зна­ме­на­тель: BL конец дроби = дробь: чис­ли­тель: NF, зна­ме­на­тель: NL конец дроби , от­ку­да сле­ду­ет:

 дробь: чис­ли­тель: FK, зна­ме­на­тель: LC конец дроби = дробь: чис­ли­тель: MF, зна­ме­на­тель: BL конец дроби рав­но­силь­но дробь: чис­ли­тель: FK, зна­ме­на­тель: MF конец дроби = дробь: чис­ли­тель: LC, зна­ме­на­тель: BL конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 8 конец дроби .

 

Окон­ча­тель­но по­лу­ча­ем, что

 дробь: чис­ли­тель: LK, зна­ме­на­тель: MN конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 4, зна­ме­на­тель: 7 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 8 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 14 конец дроби .

 

Ответ: 5 : 14.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
Име­ет­ся вер­ное до­ка­за­тель­ство утвер­жде­ния пунк­та а 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 и ис­поль­зо­ва­ни­ем утвер­жде­ния пунк­та а, при этом пункт а не вы­пол­нен.

1
Ре­ше­ние не со­от­вет­ству­ет ни од­но­му из кри­те­ри­ев, пе­ре­чис­лен­ных выше.0
Мак­си­маль­ный балл3
Источник: А. Ларин: Тре­ни­ро­воч­ный ва­ри­ант № 44
Классификатор планиметрии: Мно­го­уголь­ни­ки, Окруж­но­сти и четырёхуголь­ни­ки, Окруж­ность, опи­сан­ная во­круг че­ты­рех­уголь­ни­ка, По­до­бие