Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

В тре­уголь­ни­ке ABC точки M и N  — се­ре­ди­ны сто­рон AB и BC со­от­вет­ствен­но. Из­вест­но, что около че­ты­рех­уголь­ни­ка AMNC можно опи­сать окруж­ность.

а)  До­ка­жи­те, что тре­уголь­ник ABC  — рав­но­бед­рен­ный.

б)  На сто­ро­не от­ме­че­на точка F, такая что \angle AFB=135 гра­ду­сов. От­ре­зок BF пе­ре­се­ка­ет от­ре­зок MN в точке E. Най­ди­те ра­ди­ус окруж­но­сти, опи­сан­ной около четырёхуголь­ни­ка AMNC, если \angle ABC =120 гра­ду­сов и EF=6 ко­рень из 2 .

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

a)  От­ре­зок MN  — сред­няя линия тре­уголь­ни­ка ABC, зна­чит, пря­мые AC и MN па­рал­лель­ны, а четырёхуголь­ник AMNC яв­ля­ет­ся тра­пе­ци­ей  левая круг­лая скоб­ка M N мень­ше A C пра­вая круг­лая скоб­ка . По­сколь­ку окруж­ность можно опи­сать толь­ко около рав­но­бед­рен­ной тра­пе­ции, A M=C N, то есть A B=B C, а зна­чит, тре­уголь­ник ABC рав­но­бед­рен­ный.

б)  Пусть точка O  — центр окруж­но­сти, опи­сан­ной около тра­пе­ции AMNC, точка H  — ос­но­ва­ние вы­со­ты BH тре­уголь­ни­ка ABC, а точка D  — се­ре­ди­на от­рез­ка NC. Угол EFC равен 45°, зна­чит, рас­сто­я­ние между пря­мы­ми AC и MN равно E F умно­жить на синус 45 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \circ пра­вая круг­лая скоб­ка =6. По­сколь­ку от­ре­зок MN  — сред­няя линия тре­уголь­ни­ка ABC, он делит вы­со­ту BH по­по­лам, зна­чит, B H=12. Тре­уголь­ник ABC рав­но­бед­рен­ный, по­это­му

\angle B C A=\angle B A C= дробь: чис­ли­тель: 180 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \circ пра­вая круг­лая скоб­ка минус \angle A B C, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби =30 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \circ пра­вая круг­лая скоб­ка .

В пря­мо­уголь­ном тре­уголь­ни­ке BCH угол C равен 30°, зна­чит,

 B C=2 B H=24 ; B N= дробь: чис­ли­тель: B C, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби =12, N D= дробь: чис­ли­тель: B C, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби =6, B D=B N плюс N D=18.

Центр опи­сан­ной около мно­го­уголь­ни­ка окруж­но­сти лежит на пе­ре­се­че­нии се­ре­дин­ных пер­пен­ди­ку­ля­ров к каж­дой из его сто­рон, сле­до­ва­тель­но, \angle B D O=90 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \circ пра­вая круг­лая скоб­ка , точка H лежит на пря­мой BO, а NO  — ра­ди­ус окруж­но­сти, опи­сан­ной около четырёхуголь­ни­ка AMNC.

В пря­мо­уголь­ном тре­уголь­ни­ке BDO угол OBD равен 60°, от­ку­да на­хо­дим

 O D=B D умно­жить на тан­генс 60 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \circ пра­вая круг­лая скоб­ка =18 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та .

Из пря­мо­уголь­но­го тре­уголь­ни­ка NDO на­хо­дим

 O N= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: O D в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 2 конец ар­гу­мен­та плюс N D в квад­ра­те пра­вая круг­лая скоб­ка =12 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 7 конец ар­гу­мен­та .

Ответ: б) 12 ко­рень из 7 .

 

При­ве­дем ре­ше­ние пунк­та б) Ирины Шраго.

Пусть точка O  — центр окруж­но­сти, опи­сан­ной около тра­пе­ции AMNC, точка H  — ос­но­ва­ние вы­со­ты BH тре­уголь­ни­ка ABC. Тре­уголь­ник ABC рав­но­бед­рен­ный, тогда

\angle BAC= дробь: чис­ли­тель: 180 гра­ду­сов минус \angle ABC, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби =30 гра­ду­сов,

сле­до­ва­тель­но, гра­дус­ная мера дуги MNC со­став­ля­ет 60°, цен­траль­ный угол MOC равен 60°, тре­уголь­ник MOC рав­но­сто­рон­ний, зна­чит, MC  — ис­ко­мый ра­ди­ус окруж­но­сти.

Пря­мая MN па­рал­лель­на AC, M  — се­ре­ди­на AB, тогда по тео­ре­ме Фа­ле­са EF  =  BE, сле­до­ва­тель­но, BF=2EF=12 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та .

AFB  =  135°, тогда ∠BFH  =  45° и BH= дробь: чис­ли­тель: BF, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та конец дроби =12.

Из пря­мо­уголь­но­го тре­уголь­ни­ка ABH с углом 30° по­лу­чим AB  =  2BH  =  24, тогда BM  =  12.

По до­ка­зан­но­му в пунк­те а) BC  =  AB, тогда по тео­ре­ме ко­си­ну­сов для тре­уголь­ни­ка MBC по­лу­чим:

MC в квад­ра­те =BM в квад­ра­те плюс BC в квад­ра­те минус 2 умно­жить на BM умно­жить на BC умно­жить на ко­си­нус \angle ABC =12 в квад­ра­те плюс 24 в квад­ра­те плюс 2 умно­жить на 12 умно­жить на 24 умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби =12 в квад­ра­те умно­жить на 7,

сле­до­ва­тель­но, MC=12 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 7 конец ар­гу­мен­та .

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Со­дер­жа­ние кри­те­рияБаллы
Име­ет­ся вер­ное до­ка­за­тель­ство утвер­жде­ния пунк­та а и обос­но­ван­но по­лу­чен вер­ный ответ в пунк­те б3
Обос­но­ван­но по­лу­чен вер­ный 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, пе­ре­чис­лен­ных выше3
Мак­си­маль­ный балл3
Источники:
Методы геометрии: Тео­ре­ма ко­си­ну­сов, Тео­ре­ма Фа­ле­са
Классификатор планиметрии: Тре­уголь­ни­ки, Окруж­ность, опи­сан­ная во­круг че­ты­рех­уголь­ни­ка