Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 17 № 698240
i

В ост­ро­уголь­ном тре­уголь­ни­ке ABC  \angle ABC = 60 гра­ду­сов, про­ве­де­ны вы­со­ты AA1 и CC1. Из­вест­но, что  AC = 12 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , а пло­щадь тре­уголь­ни­ка A1BC1 равна  20 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та .

а)  До­ка­жи­те, что ка­са­тель­ная, про­ве­ден­ная к опи­сан­ной около тре­уголь­ни­ка АВС окруж­но­сти в точке В, па­рал­лель­на пря­мой A1C1.

б)  Най­ди­те пло­щадь тре­уголь­ни­ка НА1С1, где Н  — ор­то­центр тре­уголь­ни­ка АВС.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Пусть пря­мая BL ка­са­ет­ся окруж­но­сти в точке B. Угол между ка­са­тель­ной и хор­дой равен впи­сан­но­му углу, опи­ра­ю­ще­му­ся на ту же хорду, по­это­му  \angle LBC = \angle BAC. Углы AC1C и AA1C  — пря­мые, сле­до­ва­тель­но, точки C1 и A1 лежат на окруж­но­сти с диа­мет­ром AC. Из впи­сан­но­го че­ты­рех­уголь­ни­ка AC1A1C на­хо­дим  \angle BAC = 180 гра­ду­сов минус \angle CA_1C_1. Гра­дус­ные меры смеж­ных углов в сумме дают 180°, от­ку­да  \angle BA_1C_1 = 180 гра­ду­сов минус \angle CA_1C_1. Таким об­ра­зом, при пе­ре­се­че­нии пря­мых A1C1 и BL се­ку­щей CB об­ра­зо­ва­лись рав­ные на­крест ле­жа­щие углы BLC и BA1C1, по­это­му эти пря­мые па­рал­лель­ны.

б)  По тео­ре­ме о сумме углов тре­уголь­ни­ка на­хо­дим  \angle C_1AH = \angle A_1CH = 30 гра­ду­сов. Длина ка­те­та, ле­жа­ще­го про­тив угла в 30°, равна по­ло­ви­не длины ги­по­те­ну­зы, по­это­му из тре­уголь­ни­ков CA1H, AC1H, AA1B и CC1B со­от­вет­ствен­но по­лу­ча­ем:

 HA_1 = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби HC,

 HC_1 = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби HA,

 A_1B = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби AB,

 BC_1 = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби BC.

Пло­ща­ди тре­уголь­ни­ков, име­ю­щих по рав­но­му углу, от­но­сят­ся как про­из­ве­де­ния сто­рон, за­клю­ча­ю­щих этот угол, по­это­му

 дробь: чис­ли­тель: S_ABC, зна­ме­на­тель: S_A_1BC_1 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: AB умно­жить на BC, зна­ме­на­тель: A_1B умно­жить на BC_1 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 1 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 1 конец дроби = 4.

От­сю­да  S_ABC = 80 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та ,  S_AC_1A_1C = 60 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та . Че­ты­рех­уголь­ник C1BA1H можно впи­сать в окруж­ность, по­это­му

 \angle A_1HC_1 = 180 гра­ду­сов минус \angle ABC = 180 гра­ду­сов минус 60 гра­ду­сов = 120 гра­ду­сов.

Пусть  HC_1 = x,  HA_1 = y, тогда  HA = 2x,  HC = 2y. Сле­до­ва­тель­но,

 S_AC_1A_1C = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби AA_1 умно­жить на CC_1 умно­жить на синус \angle A_1HC_1 = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби левая круг­лая скоб­ка HA плюс HA_1 пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка HC плюс HC_1 пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на синус 120 гра­ду­сов = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби левая круг­лая скоб­ка 2x плюс y пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка 2y плюс x пра­вая круг­лая скоб­ка ,

а по­то­му

 дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби левая круг­лая скоб­ка 2x плюс y пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка 2y плюс x пра­вая круг­лая скоб­ка = 60 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та рав­но­силь­но левая круг­лая скоб­ка 2x плюс y пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка 2y плюс x пра­вая круг­лая скоб­ка = 240 рав­но­силь­но
 рав­но­силь­но 2x в квад­ра­те плюс 5xy плюс 2y в квад­ра­те = 240 рав­но­силь­но 3xy = 240 минус 2 левая круг­лая скоб­ка x в квад­ра­те плюс xy плюс y в квад­ра­те пра­вая круг­лая скоб­ка . \qquad левая круг­лая скоб­ка * пра­вая круг­лая скоб­ка

Тре­уголь­ни­ки ABC и A1BC1 по­доб­ны по двум углам, пло­щадь пер­во­го в че­ты­ре раза боль­ше вто­ро­го, по­это­му ко­эф­фи­ци­ент по­до­бия равен  дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , от­ку­да  A_1C_1 = 6 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та . По тео­ре­ме ко­си­ну­сов для тре­уголь­ни­ка HA1C1 по­лу­ча­ем:

 A_1C_1 в квад­ра­те = HC_1 в квад­ра­те плюс HA_1 в квад­ра­те минус 2HC_1 умно­жить на HA_1 умно­жить на ко­си­нус \angle A_1HC_1,

то есть

 x в квад­ра­те плюс y в квад­ра­те плюс 2x умно­жить на y умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = 108 рав­но­силь­но x в квад­ра­те плюс xy плюс y в квад­ра­те = 108.

Под­ста­нов­кой по­лу­чен­но­го вы­ра­же­ния в вы­ра­же­ние (*) на­хо­дим:

 3xy = 240 минус 2 умно­жить на 108 рав­но­силь­но 3xy = 24 рав­но­силь­но xy = 8.

Таким об­ра­зом, ис­ко­мая пло­щадь равна

 S_HA_1C_1 = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби HC_1 умно­жить на HA_1 умно­жить на синус \angle A_1HC_1 = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби xy умно­жить на дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби умно­жить на 8 = 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та .

Ответ: б)  2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та .

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 № 536