Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип Д15 C4 № 511254
i

На сто­ро­нах пря­мо­уголь­но­го тре­уголь­ни­ка ABC, как на диа­мет­рах, по­стро­е­ны по­лу­окруж­но­сти w, w1 и w2. (рис.).

а)  До­ка­жи­те, что пло­щадь тре­уголь­ни­ка ABC равна сумме пло­ща­дей двух лу­но­чек, огра­ни­чен­ных по­лу­окруж­но­стя­ми w и w1 и по­лу­окруж­но­стя­ми w и w2.

б)  Пусть пря­мая l ка­са­ет­ся w1 в точке M, а w2 в точке P. Най­ди­те длину от­рез­ка MP, если из­вест­но, что сумма пло­ща­дей двух лу­но­чек равна 49.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Пусть AC  =  b, BC  =  a, AB  =  c. И пусть пло­щадь лу­ноч­ки, огра­ни­чен­ной ка­те­том b и дугой окруж­но­сти ω будет равна D1, а пло­щадь лу­ноч­ки огра­ни­чен­ной ка­те­том a и дугой окруж­но­сти ω будет равна D2. Тогда пло­щадь тре­уголь­ни­ка ABC (обо­зна­чим SΔ) будет вы­ра­же­на так:

S_\Delta = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби Пи умно­жить на левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: c, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те минус левая круг­лая скоб­ка D_1 плюс D_2 пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: Пи умно­жить на c в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 8 конец дроби минус левая круг­лая скоб­ка D_1 плюс D_2 пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка * пра­вая круг­лая скоб­ка

Най­дем пло­щадь S1 лу­ноч­ки, ко­то­рая огра­ни­че­на по­лу­окруж­но­стя­ми ω и ω1.

S_1= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на Пи умно­жить на левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: b, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те минус D_1= дробь: чис­ли­тель: Пи умно­жить на b в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 8 конец дроби минус D_1.

Ана­ло­гич­но най­дем пло­щадь S2 лу­ноч­ки, огра­ни­чен­ной по­лу­окруж­но­стя­ми ω и ω2, S_2= дробь: чис­ли­тель: Пи умно­жить на a в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 8 конец дроби минус D_2.

S_1 плюс S_2= дробь: чис­ли­тель: Пи умно­жить на b в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 8 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: Пи умно­жить на a в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 8 конец дроби минус левая круг­лая скоб­ка D_1 плюс D_2 пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: Пи левая круг­лая скоб­ка a в квад­ра­те плюс b в квад­ра­те пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: 8 конец дроби минус левая круг­лая скоб­ка D_1 плюс D_2 пра­вая круг­лая скоб­ка .

По тео­ре­ме Пи­фа­го­ра: a в квад­ра­те плюс b в квад­ра­те =c в квад­ра­те , зна­чит, S_1 плюс S_2= дробь: чис­ли­тель: Пи умно­жить на c в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 8 конец дроби минус левая круг­лая скоб­ка D_1 плюс D_2 пра­вая круг­лая скоб­ка (**)

Пра­вые части ра­венств (*) и (**) сов­па­да­ют, сле­до­ва­тель­но, обя­за­ны сов­пасть и левые части, т. е. S_\Delta =S_1 плюс S_2, что и тре­бо­ва­лось до­ка­зать.

б)  Со­еди­ним от­рез­ком цен­тры окруж­но­стей ω1 и ω2, точки O1 и O2 со­от­вет­ствен­но. Про­ве­дем ра­ди­у­сы O1M, O2P. Ясно, что O1M ⊥ l, O2P ⊥ l, O1M || O2P, O1MPO2  — тра­пе­ция,

MP в квад­ра­те =O_1O_2 в квад­ра­те минус левая круг­лая скоб­ка O_1M минус O_2P пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те = левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: AB, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те минус левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: b, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби минус дробь: чис­ли­тель: a, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те = дробь: чис­ли­тель: c в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби минус дробь: чис­ли­тель: b в квад­ра­те минус 2ab плюс a в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби =

= дробь: чис­ли­тель: a в квад­ра­те плюс b в квад­ра­те минус b в квад­ра­те плюс 2ab минус a в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: ab, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби =S_\Delta =S_1 плюс S_2=49.

Итак, MP2  =  49, MP  =  7.

 

 

При­ведём дру­гое ре­ше­ние:

а)  Пусть AC  =  b, BC  =  a, AB  =  c. И пусть пло­щадь лу­ноч­ки, огра­ни­чен­ной ка­те­том b и по­лу­окруж­но­стью ω, равна D1, ка­те­том a и по­лу­окруж­но­стью ω равна D2. Тогда

S левая круг­лая скоб­ка ABC пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: Пи умно­жить на c в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби минус левая круг­лая скоб­ка D_1 плюс D_2 пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: Пи левая круг­лая скоб­ка a в квад­ра­те плюс b в квад­ра­те пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: 8 конец дроби минус левая круг­лая скоб­ка D_1 плюс D_2 пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка * пра­вая круг­лая скоб­ка

S_1 плюс S_2= дробь: чис­ли­тель: Пи умно­жить на b в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 8 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: Пи умно­жить на a в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 8 конец дроби минус левая круг­лая скоб­ка D_1 плюс D_2 пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: Пи левая круг­лая скоб­ка a в квад­ра­те плюс b в квад­ра­те пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: 8 конец дроби минус левая круг­лая скоб­ка D_1 плюс D_2 пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка ** пра­вая круг­лая скоб­ка

Пра­вые части ра­венств (*) и (**) сов­па­да­ют, сле­до­ва­тель­но, обя­за­ны сов­пасть и левые части, т. е. S левая круг­лая скоб­ка ABC пра­вая круг­лая скоб­ка =S_1 плюс S_2, что и тре­бо­ва­лось до­ка­зать.

б)  Со­еди­ним от­рез­ком цен­тры окруж­но­стей ω1 и ω2, точки O1 и O2 со­от­вет­ствен­но. Про­ве­дем ра­ди­у­сы O1M, O2P. Ясно, что O1M ⊥ l, O2P ⊥ l, зна­чит, O1M || O2P, O1MPO2  — тра­пе­ция. Про­ве­дем O2K, K ∈ O1M, O2K || MP.

MP в квад­ра­те =O_2K в квад­ра­те =O_1O_2 в квад­ра­те минус левая круг­лая скоб­ка O_1M минус O_2P пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те = левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: AB, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те минус левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: b, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби минус дробь: чис­ли­тель: a, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те = дробь: чис­ли­тель: c в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби минус дробь: чис­ли­тель: b в квад­ра­те минус 2ab плюс a в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби =

= дробь: чис­ли­тель: a в квад­ра­те плюс b в квад­ра­те минус b в квад­ра­те плюс 2ab минус a в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: ab, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби =S левая круг­лая скоб­ка ABC пра­вая круг­лая скоб­ка =S_1 плюс S_2=49.

Итак, MP2  =  9, MP  =  7.

 

Ответ: б) 7.

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 № 127
Классификатор планиметрии: Ком­би­на­ции фигур, Окруж­но­сти и си­сте­мы окруж­но­стей