Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип Д15 C4 № 505703
i

В окруж­ность ра­ди­у­са R впи­сан тре­уголь­ник ABC. Вто­рая окруж­ность ра­ди­у­са r, кон­цен­три­че­ская с пер­вой, ка­са­ет­ся одной сто­ро­ны тре­уголь­ни­ка и делит каж­дую из двух дру­гих сто­рон на три рав­ные части.

а)  До­ка­жи­те, что тре­уголь­ник ABC рав­но­бед­рен­ный.

б)  Най­ди­те  дробь: чис­ли­тель: r, зна­ме­на­тель: R конец дроби .

 

По­яс­не­ние: кон­цен­три­че­ские окруж­но­сти  — это окруж­но­сти, у ко­то­рых сов­па­да­ют цен­тры.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Так как центр окруж­но­сти лежит в точке пе­ре­се­че­ния се­ре­дин­ных пер­пен­ди­ку­ля­ров, то точка H яв­ля­ет­ся се­ре­ди­ной сто­ро­ны BC. Обо­зна­чим BH = HC = a, AK = KL = LB = x, AM = MN = NC = y. Из свойств ка­са­тель­ной и се­ку­щей по­лу­ча­ем:

 левая фи­гур­ная скоб­ка \beginalign новая стро­ка BH в квад­ра­те = BL умно­жить на BK новая стро­ка CH в квад­ра­те = CN умно­жить на CM \endalign .\Rightarrow левая фи­гур­ная скоб­ка \beginalign новая стро­ка a в квад­ра­те = x умно­жить на 2x новая стро­ка a в квад­ра­те = y умно­жить на 2y \endalign .\Rightarrowa в квад­ра­те = 2x в квад­ра­те = 2y в квад­ра­те \Rightarrowx = y.

По­лу­чи­ли, что AB  =  3x  =  AC, то есть тре­уголь­ник ABC  — рав­но­бед­рен­ный. За­од­но по­лу­ча­ет­ся, что точки A, O и H лежат на одной пря­мой.

Что и тре­бо­ва­лось до­ка­зать.

б)  Из пунк­та а) из­вест­но, что a в квад­ра­те = 2x в квад­ра­те , от­ку­да a = x ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та . Вы­ра­зим раз­лич­ны­ми спо­со­ба­ми пло­щадь тре­уголь­ни­ка ABC.

- Через ос­но­ва­ние и вы­со­ту:

S_ABC = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на AH умно­жить на BC = a левая круг­лая скоб­ка R плюс r пра­вая круг­лая скоб­ка .

Через все сто­ро­ны и ра­ди­ус опи­сан­ной окруж­но­сти:

S_ABC = дробь: чис­ли­тель: AB умно­жить на AC умно­жить на BC, зна­ме­на­тель: 4R конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 2a умно­жить на 3x умно­жить на 3x, зна­ме­на­тель: 4R конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 9ax в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2R конец дроби .

По фор­му­ле Ге­ро­на:

S_ABC = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: p левая круг­лая скоб­ка p минус a пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка p минус b пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка p минус c пра­вая круг­лая скоб­ка конец ар­гу­мен­та ,

где

p = дробь: чис­ли­тель: 2a плюс 3x плюс 3x, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = a плюс 3x = x ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та плюс 3x = x левая круг­лая скоб­ка 3 плюс ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та пра­вая круг­лая скоб­ка ,

то есть:

S_ABC = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: x левая круг­лая скоб­ка 3 плюс ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на x ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та умно­жить на x ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та умно­жить на x левая круг­лая скоб­ка 3 минус ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та пра­вая круг­лая скоб­ка конец ар­гу­мен­та = x в квад­ра­те ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 14 конец ар­гу­мен­та .

При­рав­ни­вая вто­рой и тре­тий ре­зуль­тат (и под­став­ляя a = x ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та ), по­лу­чим:

 дробь: чис­ли­тель: 9ax в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2R конец дроби = x в квад­ра­те ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 14 конец ар­гу­мен­та \Rightarrow дробь: чис­ли­тель: 9 умно­жить на x ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2R конец дроби = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 14 конец ар­гу­мен­та \Rightarrow дробь: чис­ли­тель: x, зна­ме­на­тель: R конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 7 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 9 конец дроби .

Те­перь при­рав­ня­ем пер­вое и вто­рое вы­ра­же­ния для пло­ща­ди, от­ку­да по­лу­чим:

a левая круг­лая скоб­ка R плюс r пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 9ax в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2R конец дроби \Rightarrow дробь: чис­ли­тель: 9x в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2R конец дроби = R плюс r \Rightarrow

 

 дробь: чис­ли­тель: 9x в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2R в квад­ра­те конец дроби = 1 плюс дробь: чис­ли­тель: r, зна­ме­на­тель: R конец дроби \Rightarrow дробь: чис­ли­тель: 9, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 7 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 9 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те = 1 плюс дробь: чис­ли­тель: r, зна­ме­на­тель: R конец дроби \Rightarrow дробь: чис­ли­тель: r, зна­ме­на­тель: R конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 14, зна­ме­на­тель: 9 конец дроби минус 1 = дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 9 конец дроби .

 

Ответ:  дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 9 конец дроби .

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 № 58
Методы геометрии: Метод пло­ща­дей, Свой­ства ка­са­тель­ных, се­ку­щих
Классификатор планиметрии: Ком­би­на­ции фигур, Окруж­но­сти, Окруж­но­сти и си­сте­мы окруж­но­стей