Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 17 № 512359
i

В тре­уголь­ник ABC впи­са­на окруж­ность ра­ди­у­са R, ка­са­ю­ща­я­ся сто­ро­ны AC в точке M , причём AM  =  2R и CM  =  3R.

а)  До­ка­жи­те, что тре­уголь­ник ABC пря­мо­уголь­ный.

б)  Най­ди­те рас­сто­я­ние между цен­тра­ми его впи­сан­ной и опи­сан­ной окруж­но­стей, если из­вест­но, что R  =  2.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Пусть впи­сан­ная окруж­ность ка­са­ет­ся сто­ро­ны BC в точке K. Обо­зна­чим BK  =  x. Пусть S  — пло­щадь тре­уголь­ни­ка, p  — по­лу­пе­ри­метр. Тогда

p=2R плюс 3R плюс x=5R плюс x,S=pR=R левая круг­лая скоб­ка 5R плюс x пра­вая круг­лая скоб­ка .

С дру­гой сто­ро­ны, по фор­му­ле Ге­ро­на

S= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: p левая круг­лая скоб­ка p минус AB пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка p минус BC пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка p минус AC пра­вая круг­лая скоб­ка конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: левая круг­лая скоб­ка 5R плюс x пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на 2R умно­жить на 3R умно­жить на x конец ар­гу­мен­та =R ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6x левая круг­лая скоб­ка 5R плюс x пра­вая круг­лая скоб­ка конец ар­гу­мен­та .

Из урав­не­ния R левая круг­лая скоб­ка 5R плюс x пра­вая круг­лая скоб­ка =R ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6x левая круг­лая скоб­ка 5R плюс x пра­вая круг­лая скоб­ка конец ар­гу­мен­та по­лу­ча­ем, что R  =  x. Сто­ро­ны тре­уголь­ни­ка ABC равны 5R, 4R и 3R, сле­до­ва­тель­но, этот тре­уголь­ник пря­мо­уголь­ный с пря­мым углом при вер­ши­не B.

б)  Пусть I и O  — цен­тры со­от­вет­ствен­но впи­сан­ной и опи­сан­ной окруж­но­стей тре­уголь­ни­ка ABC. Точка O  — се­ре­ди­на ги­по­те­ну­зы AC  =  5R  =  10, и OM  =  AO − AM  =  5 − 2R  =  1.

Тогда

IO= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: OM в квад­ра­те плюс MI в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 1 в квад­ра­те плюс R в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та .

 

Ответ: б)  ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та .

 

При­ве­дем ре­ше­ние пунк­та а) Гри­го­рия Осо­ки­на.

Пусть I  — центр впи­сан­ной окруж­но­сти, тогда от­ре­зок IM пер­пен­ди­ку­ля­рен . Из пря­мо­уголь­но­го тре­уголь­ни­ка IAM по­лу­чим IA= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: AM в квад­ра­те плюс IM в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та =R ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та , из пря­мо­уголь­но­го тре­уголь­ни­ка ICM по­лу­чим IC= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: AM в квад­ра­те плюс IM в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та =R ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 10 конец ар­гу­мен­та . Из тре­уголь­ни­ка AIC по тео­ре­ме ко­си­ну­сов имеем:

 ко­си­нус \angle AIC= дробь: чис­ли­тель: IC в квад­ра­те плюс IA в квад­ра­те минус AC в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2 умно­жить на IC умно­жить на IA конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 5R в квад­ра­те плюс 10R в квад­ра­те минус 25R в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 50 конец ар­гу­мен­та R в квад­ра­те конец дроби = минус дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

Сле­до­ва­тель­но, \angle AIC=135 гра­ду­сов .

За­ме­тим, что \angle AIC=90 гра­ду­сов плюс дробь: чис­ли­тель: \angle ABC, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби как тупой угол, об­ра­зу­е­мый бис­сек­три­са­ми углов, сле­до­ва­тель­но, \angle ABC=2 левая круг­лая скоб­ка 135 гра­ду­сов минус 90 гра­ду­сов пра­вая круг­лая скоб­ка =90 гра­ду­сов.

 

При­ве­дем еще одно ре­ше­ние пунк­та а).

Пусть I  — центр впи­сан­ной окруж­но­сти, тогда  тан­генс \angle IAM= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ,  тан­генс \angle ICM= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби .

При­ме­ним фор­му­лу тан­ген­са двой­но­го угла:

 тан­генс \angle BAC= тан­генс левая круг­лая скоб­ка 2 \angle IAM пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 2 тан­генс \angle IAM, зна­ме­на­тель: 1 минус тан­генс в квад­ра­те \angle IAM конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 1 минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 4, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби ,

 тан­генс \angle BCA= тан­генс левая круг­лая скоб­ка 2 \angle ICM пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 2 тан­генс \angle ICM, зна­ме­на­тель: 1 минус тан­генс в квад­ра­те \angle ICM конец дроби = дробь: чис­ли­тель: дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби , зна­ме­на­тель: 1 минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 9 конец дроби конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби .

Таким об­ра­зом,  тан­генс \angle BAC=\ctg \angle BCA, сле­до­ва­тель­но, эти углы в сумме со­став­ля­ют 90 гра­ду­сов, тогда угол ABC=180 гра­ду­сов минус 90 гра­ду­сов=90 гра­ду­сов.

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 № 512359: 512401 Все

Классификатор планиметрии: Окруж­но­сти, Окруж­но­сти и тре­уголь­ни­ки, Окруж­ность, опи­сан­ная во­круг тре­уголь­ни­ка