Окружность с центром O, расположенном внутри прямоугольной трапеции ABCD, проходит через вершины B и C большей боковой стороны этой трапеции и касается боковой стороны AD в точке T.
а) Докажите, что угол BOC вдвое больше угла BTC.
б) Найдите расстояние от точки T до прямой BC, если основания трапеции AB и CD равны 4 и 9 соответственно.
Решение.
а) Угол BTC вписан в окружность, а угол BOC — соответствующий ему центральный угол. Следовательно, ∠BOC = 2∠BTC.
б) Из условия касания окружности и стороны AD следует, что прямые OT и AD перпендикулярны. Пусть окружность вторично пересекает прямую AB в точке L и сторону CD — в точке M. Тогда диаметр окружности, перпендикулярный стороне AB, делит каждую из хорд BL и CM пополам. Обозначим OT = r, тогда
AL = 2r − AB = 2r − 4, DM = 2r − DC = 2r − 9.
По теореме Пифагора По теореме о касательной и секущей
Следовательно,
Аналогично
Из теоремы синусов следует, что BC = 2r · sin ∠BTC. Пусть h — искомое
расстояние от точки T до прямой BC . Выразим площадь треугольника BTC двумя способами:
Отсюда получаем, что Следовательно,
Ответ: 6.
Примечание.
Заметим, что AL больше радиуса окружности, а DC меньше диаметра, поэтому DC < 2AL. В данной задаче АВ = 4, CD = 9, поэтому точка В лежит на отрезке AL. При других числовых данных точка В может лежать на продолжении отрезка АL за точку L. Приведенное решение остается верным и для такого случая.
Приведем решение пункта б) Сергей Николаева.
Пусть K — точка пересечения прямых AD и ВC, точка S — основание перпендикуляра, опущенного из точки T на прямую BC. Треугольники DKC и AKB подобны по двум углам, поэтому По теореме об отрезках секущей
тогда
и
Треугольники KTS и KCD подобны по двум углам, поэтому
откуда
Еще один способ решения
приведен нами на сайте Решу ОГЭ в задании 340855.
Есть гораздо более простое решение, см. задачу 340855 из Решу ОГЭ. Там такая задача решается через подобие и косинус угла С.
Спасибо, привели другое решение.
Можно немного проще. Опустим высоту TH из T на BC. Пары треугольников THC, ABT и BTH, TDC подобны по двум углам. Тогда TC:TH=TB:4 и TB:TH=TC:9. Перемножая их, получим: TH^2=36 или TH=6.
Спасибо, привели другое решение.