Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 17 № 514373
i

В пря­мо­уголь­ной тра­пе­ции ABCD с пря­мым углом при вер­ши­не A рас­по­ло­же­ны две окруж­но­сти. Одна из них ка­са­ет­ся бо­ко­вых сто­рон и боль­ше­го ос­но­ва­ния AD, вто­рая  — бо­ко­вых сто­рон, мень­ше­го ос­но­ва­ния BC и пер­вой окруж­но­сти.

а)  Пря­мая, про­хо­дя­щая через цен­тры окруж­но­стей, пе­ре­се­ка­ет ос­но­ва­ние AD в точке P. До­ка­жи­те, что  дробь: чис­ли­тель: AP, зна­ме­на­тель: PD конец дроби = синус D.

б)  Най­ди­те пло­щадь тра­пе­ции, если ра­ди­у­сы окруж­но­стей равны 3 и 1.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Пусть Q  — точка пе­ре­се­че­ния про­дол­же­ний бо­ко­вых сто­рон. Точка Q, цен­тры окруж­но­стей и точка P лежат на одной пря­мой, причём QP  — бис­сек­три­са пря­мо­уголь­но­го тре­уголь­ни­ка AQD. Сле­до­ва­тель­но, по свой­ству бис­сек­три­сы тре­уголь­ни­ка  дробь: чис­ли­тель: AP, зна­ме­на­тель: PD конец дроби = дробь: чис­ли­тель: QA, зна­ме­на­тель: QD конец дроби = синус D.

б)  Пусть окруж­ность с цен­тром O1 ра­ди­у­са R  =  3 ка­са­ет­ся бо­ко­вой сто­ро­ны AB в точке  E, а ос­но­ва­ния AD  — в точке  M; окруж­ность ра­ди­у­са r  =  1 с цен­тром O2 ка­са­ет­ся бо­ко­вой сто­ро­ны AB в точке  F, а ос­но­ва­ния BC  — в точке  N. От­пу­стим пер­пен­ди­ку­ляр O2H из цен­тра мень­шей окруж­но­сти на от­ре­зок O1E.

Тогда

O_1H=O_1E минус HE=O_1E минус O_2F=R минус r=3 минус 1=2,

а по­сколь­ку линия цен­тров окруж­но­стей про­хо­дит через точку их ка­са­ния,

O_1O_2=R плюс r=3 плюс 1=4.

Зна­чит, EF=O_2H= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: O_1O_2 в квад­ра­те минус O_1H в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 16 минус 4 конец ар­гу­мен­та =2 ко­рень из 3 .

Обо­зна­чим \angle AQP=\angle HO_2O_1= альфа . Тогда  тан­генс альфа = дробь: чис­ли­тель: O_1H, зна­ме­на­тель: O_2H конец дроби = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из 3 , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби . По­лу­ча­ем:

\angle BQC=2 альфа ,

 

\angle BCD=90 гра­ду­сов плюс 2 альфа ,

 

\angle O_2CN= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби \angle BCD=45 гра­ду­сов плюс альфа .

Из тре­уголь­ни­ка O2CN на­хо­дим:

NC=O_2N\ctg левая круг­лая скоб­ка 45 гра­ду­сов плюс альфа пра­вая круг­лая скоб­ка =O_2N тан­генс левая круг­лая скоб­ка 45 гра­ду­сов минус альфа пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 1 минус тан­генс альфа , зна­ме­на­тель: 1 плюс тан­генс альфа конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 3 минус ко­рень из 3 , зна­ме­на­тель: 3 плюс ко­рень из 3 конец дроби =2 минус ко­рень из 3 .

Сле­до­ва­тель­но, BC=BN плюс NC=1 плюс 2 минус ко­рень из 3 =3 минус ко­рень из 3 . Ана­ло­гич­но, \angle O_1DM=45 гра­ду­сов минус альфа ,

MD=O_1M\ctg левая круг­лая скоб­ка 45 гра­ду­сов минус альфа пра­вая круг­лая скоб­ка =O_1M тан­генс левая круг­лая скоб­ка 45 гра­ду­сов плюс альфа пра­вая круг­лая скоб­ка =3 умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1 плюс тан­генс альфа , зна­ме­на­тель: 1 минус тан­генс альфа конец дроби =3 умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 3 плюс ко­рень из 3 , зна­ме­на­тель: 3 минус ко­рень из 3 конец дроби =6 плюс 3 ко­рень из 3 ;

 

AD=AM плюс MD=3 плюс 6 плюс 3 ко­рень из 3 =9 плюс 3 ко­рень из 3 .

Учи­ты­вая, что AB=AE плюс EF плюс FB=R плюс O_2H плюс r=3 плюс 2 ко­рень из 3 плюс 1=4 плюс 2 ко­рень из 3 , по­лу­ча­ем

S_ABCD= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби левая круг­лая скоб­ка AD плюс BC пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на AB= дробь: чис­ли­тель: 12 плюс 2 ко­рень из 3 , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на левая круг­лая скоб­ка 4 плюс 2 ко­рень из 3 пра­вая круг­лая скоб­ка =30 плюс 16 ко­рень из 3 .

 

Ответ: б) 30 плюс 16 ко­рень из 3 .

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
Источник: За­да­ния 16 (С4) ЕГЭ 2015
Методы геометрии: Свой­ства бис­сек­трис
Классификатор планиметрии: Окруж­но­сти и четырёхуголь­ни­ки