Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 17 № 691672
i

В вы­пук­лом четырёхуголь­ни­ке KLMN диа­го­на­ли и LN пер­пен­ди­ку­ляр­ны со­от­вет­ствен­но сто­ро­нам MN и KL, а длина сто­ро­ны KN равна  4 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та . На сто­ро­не KN рас­по­ло­же­на точка А так, что  \angle LAK = \angle MAN. Из­вест­но, что  \angle MKN минус \angle KNL = 15 гра­ду­сов,  LA : AM = 1 : ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та .

а)  До­ка­жи­те, что  \angle MAL = 90 гра­ду­сов.

б)  Най­ди­те пло­щадь четырёхуголь­ни­ка KLMN.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Пусть пря­мые KL и NM пе­ре­се­ка­ют­ся в точке B. Тогда от­рез­ки KM и NL  — вы­со­ты тре­уголь­ни­ка KBN. По­стро­им тре­тью вы­со­ту BH. Че­ты­рех­уголь­ник LBNH впи­сан в окруж­ность с диа­мет­ром BN, по­это­му  \angle LHN плюс \angle LBN = 180 гра­ду­сов. Зна­чит, равны их смеж­ные углы:  \angle LHK = \angle LBN. Ана­ло­гич­но  \angle MHN = \angle LBN. Сле­до­ва­тель­но,  \angle LHK = \angle MHN, то есть точка H сов­па­да­ет с точ­кой A.

Тре­уголь­ни­ки KLH и KNB по­доб­ны, при­чем

 k = дробь: чис­ли­тель: LH, зна­ме­на­тель: NB конец дроби = дробь: чис­ли­тель: KH, зна­ме­на­тель: KB конец дроби = ко­си­нус \angle BKN,

 LH = BN умно­жить на ко­си­нус \angle BKN.

Ана­ло­гич­но  HM = BK умно­жить на ко­си­нус \angle BNK. Из усло­вия по­лу­ча­ем:

 дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та конец дроби = дробь: чис­ли­тель: LH, зна­ме­на­тель: HM конец дроби = дробь: чис­ли­тель: BN умно­жить на ко­си­нус \angle BKN, зна­ме­на­тель: BK умно­жить на ко­си­нус \angle BNK конец дроби = дробь: чис­ли­тель: синус \angle BKN, зна­ме­на­тель: синус \angle BNK конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: ко­си­нус \angle BKN, зна­ме­на­тель: ко­си­нус \angle BNK конец дроби = дробь: чис­ли­тель: синус 2 \angle BKN, зна­ме­на­тель: синус 2 \angle BNK конец дроби .

Но из усло­вия из­вест­но, что

 \angle BKN = \angle BKM плюс \angle MKN = 15 гра­ду­сов плюс \angle BKM плюс \angle LNK = 15 гра­ду­сов плюс \angle BNL плюс \angle LNK = 15 гра­ду­сов плюс \angle BNK.

Зна­чит,

 дробь: чис­ли­тель: синус левая круг­лая скоб­ка 2 \angle BNK плюс 30 гра­ду­сов пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: синус 2 \angle BNK конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та конец дроби рав­но­силь­но ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та умно­жить на левая круг­лая скоб­ка синус 2 \angle BNK умно­жить на ко­си­нус 30 гра­ду­сов плюс синус 30 гра­ду­сов ко­си­нус 2 \angle BNK пра­вая круг­лая скоб­ка = синус 2 \angle BNK рав­но­силь­но
 рав­но­силь­но дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби синус 2 \angle BNK плюс дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ко­си­нус 2 \angle BNK = синус 2 \angle BNK рав­но­силь­но синус 2 \angle BNK плюс ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та ко­си­нус 2 \angle BNK = 0 \underset ко­си­нус 2 \angle BNK не равно q 0 \mathop рав­но­силь­но
\mathop рав­но­силь­но тан­генс 2 \angle BNK = минус ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та рав­но­силь­но 2 \angle BNK = 120 гра­ду­сов рав­но­силь­но \angle BNK = 60 гра­ду­сов.

От­сю­да сле­ду­ет, что  \angle BKN = 75 гра­ду­сов,  \angle KBN = 45 гра­ду­сов и

 \angle LHM = \angle LAM = 180 гра­ду­сов минус 2 \angle KBN = 90 гра­ду­сов.

б)  По тео­ре­ме си­ну­сов для тре­уголь­ни­ка KBN на­хо­дим:

 дробь: чис­ли­тель: KN, зна­ме­на­тель: синус 45 гра­ду­сов конец дроби = дробь: чис­ли­тель: KB, зна­ме­на­тель: синус 60 гра­ду­сов конец дроби рав­но­силь­но дробь: чис­ли­тель: 4 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: \dfrac ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та 2 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: KB, зна­ме­на­тель: \dfrac ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та 2 конец дроби рав­но­силь­но KB = дробь: чис­ли­тель: 8 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби рав­но­силь­но KB = 6 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та .

Сле­до­ва­тель­но, пло­щадь тре­уголь­ни­ка KBN равна

 S_KBN = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на BK умно­жить на KN умно­жить на синус 75 гра­ду­сов = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на 6 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та умно­жить на 4 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та умно­жить на дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та плюс ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби = 18 плюс 6 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та .

Для тре­уголь­ни­ков BLM и BNK по­лу­ча­ем:

 дробь: чис­ли­тель: S_BLM, зна­ме­на­тель: S_BNK конец дроби = левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: BM, зна­ме­на­тель: BK конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те = левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ,

то есть пло­щадь че­ты­рех­уголь­ни­ка KLMN вдвое мень­ше пло­ща­ди тре­уголь­ни­ка BKN. Таким об­ра­зом,

 S_KLMN = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби S_BKN = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на левая круг­лая скоб­ка 18 плюс 6 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та пра­вая круг­лая скоб­ка = 9 плюс 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та .

Ответ: б)  9 плюс 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та .

 

При­ме­ча­ние к пунк­ту а).

Если бы точка A, на­при­мер, ле­жа­ла на от­рез­ке KH, то верны были бы не­ра­вен­ства  \angle LAK боль­ше \angle LHK,  MAN мень­ше \angle MHN, то есть  \angle LAK не равно q \angle MAN, что про­ти­во­ре­чит усло­вию.

 

При­ме­ча­ние о си­ну­се.

В ходе ре­ше­ния было опу­ще­но вы­чис­ле­ние зна­че­ния  синус 75 гра­ду­сов. При­ве­дем его:

 синус 75 гра­ду­сов = синус левая круг­лая скоб­ка 45 гра­ду­сов плюс 30 гра­ду­сов пра­вая круг­лая скоб­ка = синус 45 гра­ду­сов ко­си­нус 30 гра­ду­сов плюс синус 30 гра­ду­сов ко­си­нус 45 гра­ду­сов =
= дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та плюс ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби .

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
Источник: А. Ларин. Тре­ни­ро­воч­ный ва­ри­ант № 518