Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

В тре­уголь­ни­ке ABC точки M и N лежат на сто­ро­нах AB и BC со­от­вет­ствен­но так, что AM : MB = CN : NB = 2 : 3. Окруж­ность, впи­сан­ная в тре­уголь­ник ABC, ка­са­ет­ся от­рез­ка MN в точке K.

a) До­ка­жи­те, что A B плюс B C=4 A C.

б) Най­ди­те ра­ди­ус окруж­но­сти, впи­сан­ной в тре­уголь­ник ABC, если M K= дробь: чис­ли­тель: 9, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби и K N=3.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Пусть AM  =  2x, MB  =  3x, BN  =  3y, NC  =  2y. Тогда тре­уголь­ни­ки ABC и MBN по­доб­ны, и пря­мые MN и AC па­рал­лель­ны. По­сколь­ку MN:AC=3:5, MN  =  3t, AC  =  5t. По свой­ству опи­сан­но­го четырёхуголь­ни­ка,

AM плюс NC=MN плюс AC,

тогда

8t=2x плюс 2y рав­но­силь­но 5t= дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби левая круг­лая скоб­ка x плюс y пра­вая круг­лая скоб­ка .

От­сю­да 4AC=5 левая круг­лая скоб­ка x плюс y пра­вая круг­лая скоб­ка , 5x плюс 5y=AB плюс BC. Что и тре­бо­ва­лось до­ка­зать.

б)  Пусть P  — точка ка­са­ния окруж­но­сти со сто­ро­ной AC, O  — центр окруж­но­сти. Тогда пря­мые OK и MN пер­пен­ди­ку­ляр­ны, пря­мые OP и AC пер­пен­ди­ку­ляр­ны, пря­мые MN и AC па­рал­лель­ны. Тогда точки K, O и P лежат на одной пря­мой, и AMKP  — пря­мо­уголь­ная тра­пе­ция. Пусть AP  =  x. За­ме­тим, что

AC=MN умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби = левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 9, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби плюс 3 пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби =8,

от­ку­да PC  =  8 − x. Тогда NC=3 плюс 8 минус x=11 минус x, AM= дробь: чис­ли­тель: 9, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби плюс x. По тео­ре­ме Пи­фа­го­ра

KP в квад­ра­те = левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 9, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби плюс x пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те минус левая круг­лая скоб­ка x минус дробь: чис­ли­тель: 9, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те = дробь: чис­ли­тель: 36, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби x.

Из дру­гой пря­мо­уголь­ной тра­пе­ции по­лу­ча­ем, что

KP в квад­ра­те = левая круг­лая скоб­ка 11 минус x пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те минус левая круг­лая скоб­ка 8 минус x минус 3 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те =121 минус 22x плюс x в квад­ра­те минус 25 плюс 10x минус x в квад­ра­те =96 минус 12x рав­но­силь­но

 рав­но­силь­но дробь: чис­ли­тель: 96, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби x=96 рав­но­силь­но x=5.

От­сю­да KP в квад­ра­те =36 рав­но­силь­но KP=6, тогда ра­ди­ус окруж­но­сти, впи­сан­ной в тре­уголь­ник ABC, равен 3.

 

Ответ: б) 3.

 

При­ве­дем ре­ше­ние пунк­та б) Ивана Ива­но­ва.

Тре­уголь­ни­ки ABC и MBN по­доб­ны с ко­эф­фи­ци­ен­том по­до­бия  дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби , тогда MB= дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби AB, NB= дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби CB, MK плюс KN=MN= дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби AC, тогда:

AC= дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби левая круг­лая скоб­ка MK плюс KN пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 9, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби плюс 3 пра­вая круг­лая скоб­ка =8.

Пусть F  — точка ка­са­ния окруж­но­сти и сто­ро­ны AB, E  — точка ка­са­ния окруж­но­сти и сто­ро­ны CB, тогда BF=BM плюс MF=BM плюс MK= дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби AB плюс дробь: чис­ли­тель: 9, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби , BE=BN плюс NK=BN плюс KN= дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби BC плюс 3. От­рез­ки BF и BE равны как от­рез­ки ка­са­тель­ных, про­ве­ден­ных из одной точки, сле­до­ва­тель­но,

 дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби AB плюс дробь: чис­ли­тель: 9, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби BC плюс 3 рав­но­силь­но AB минус BC=2.

По до­ка­зан­но­му в пунк­те а) AB плюс BC=4AC=4 умно­жить на 8=32. Решая си­сте­му урав­не­ний, по­лу­чим AB  =  17, BC  =  15.

Для тре­уголь­ни­ка ABC вы­пол­ня­ет­ся ра­вен­ство AB в квад­ра­те =BC в квад­ра­те плюс AC в квад­ра­те , сле­до­ва­тель­но, он пря­мо­уголь­ный, и его пло­щадь равна S= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на AC умно­жить на BC=60. С дру­гой сто­ро­ны, S= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби Pr, тогда

r= дробь: чис­ли­тель: S, зна­ме­на­тель: дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби P конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 60, зна­ме­на­тель: дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби левая круг­лая скоб­ка 15 плюс 17 плюс 8 пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби =3.

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) с ис­поль­зо­ва­ни­ем утвер­жде­ния пунк­та а), при этом пункт а) не вы­пол­нен

1
Ре­ше­ние не со­от­вет­ству­ет ни од­но­му из кри­те­ри­ев, при­ведённых выше0
Мак­си­маль­ный балл3
Источники:
Методы геометрии: Свой­ства ка­са­тель­ных, се­ку­щих
Классификатор планиметрии: Окруж­но­сти и тре­уголь­ни­ки, Окруж­ность, впи­сан­ная в тре­уголь­ник