Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 17 № 516801
i

В тре­уголь­ни­ке ABC точки A1, B1 и C1  — се­ре­ди­ны сто­рон BC, AC и AB со­от­вет­ствен­но, AH  — вы­со­та, \angle BAC=60 гра­ду­сов ,\angle BCA=45 гра­ду­сов .

а)  До­ка­жи­те, что A1, B1, C1 и H лежат на одной окруж­но­сти.

б)  Най­ди­те A1H, если BC=2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та .

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

a)  За­ме­тим, что C_1H  — ме­ди­а­на пря­мо­уголь­но­го тре­уголь­ни­ка ABH, зна­чит, C_1H= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби AB=AC_1=BC_1, но и A_1B_1= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби AB как сред­няя линия тре­уголь­ни­ка  АВС. По­это­му четырёхуголь­ник C_1HA_1B_1  — рав­но­бед­рен­ная тра­пе­ция, во­круг неё можно опи­сать окруж­ность, а зна­чит, точки A_1,B_1,C_1 и H лежат на одной окруж­но­сти. Что и тре­бо­ва­лось до­ка­зать.

б)  Се­ре­ди­ны сто­рон тре­уголь­ни­ка яв­ля­ют­ся вер­ши­на­ми по­доб­но­го ему тре­уголь­ни­ка. По­это­му верны ра­вен­ства: \angle C_1A_1B_1=\angle A=60 гра­ду­сов , \angle A_1C_1B_1=\angle C=45 гра­ду­сов . Кроме того, из п. а) \angle BC_1H=180 гра­ду­сов минус 2\angle B=30 гра­ду­сов. Сле­до­ва­тель­но,

\angle HC_1A_1=\angle BC_1A_1 минус \angle BC_1H=60 гра­ду­сов минус 30 гра­ду­сов =30 гра­ду­сов .

Пусть R  — ра­ди­ус окруж­но­сти, опи­сан­ной во­круг тра­пе­ции. Эта окруж­ность од­но­вре­мен­но опи­са­на во­круг тре­уголь­ни­ков A_1C_1B_1 и A_1C_1H. Тогда по тео­ре­ме си­ну­сов для каж­до­го из них имеем:

2R= дробь: чис­ли­тель: HA_1, зна­ме­на­тель: синус \angle HC_1A_1 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: B_1C_1, зна­ме­на­тель: синус \angle C_1A_1B_1 конец дроби ,

от­ку­да на­хо­дим HA_1= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та дробь: чис­ли­тель: синус 30 гра­ду­сов , зна­ме­на­тель: синус 60 гра­ду­сов конец дроби =1.

 

При­ве­дем дру­гое ре­ше­ние пунк­та а).

Так как C_1H  — ме­ди­а­на пря­мо­уголь­но­го тре­уголь­ни­ка ABH, тре­уголь­ник BC_1H рав­но­бед­рен­ный, тогда \angle C_1HB=\angle C_1BH=75 гра­ду­сов , от­ку­да \angle C_1HA_1=105 гра­ду­сов . По­сколь­ку \angle C_1B_1A_1=\anglke ABC=75 гра­ду­сов, сумма про­ти­во­по­лож­ных углов че­ты­рех­уголь­ни­ка C_1HA_1B_1 равна 180°, а зна­чит, он яв­ля­ет­ся впи­сан­ным.

 

При­ведём ре­ше­ние пунк­та б) без ис­поль­зо­ва­ния пунк­та а).

Най­дем сто­ро­ну АВ тре­уголь­ни­ка ABC по тео­ре­ме си­ну­сов:

 дробь: чис­ли­тель: AB, зна­ме­на­тель: синус C конец дроби = дробь: чис­ли­тель: BC, зна­ме­на­тель: синус A конец дроби рав­но­силь­но AB=2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та дробь: чис­ли­тель: синус 45 гра­ду­сов , зна­ме­на­тель: синус 60 гра­ду­сов конец дроби =2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та .

Най­дем катет пря­мо­уголь­но­го тре­уголь­ни­ка AHB:

BH=AB ко­си­нус 75 гра­ду­сов =2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та ко­си­нус 75 гра­ду­сов .

Тогда длина ис­ко­мо­го от­рез­ка A1H:

A_1H=BA_1 минус BH= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та минус 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та ко­си­нус 75 гра­ду­сов .

За­ме­ча­ние.

По­ка­жем, что по­лу­чен­ная длина равна 1. Дей­стви­тель­но, по­сколь­ку

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

имеем:

A_1H=BA_1 минус BH= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та минус 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби минус дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та минус левая круг­лая скоб­ка ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка =1.

Ответ: б) 1.

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: ЕГЭ по ма­те­ма­ти­ке 31.03.2017. До­сроч­ная волна
Методы геометрии: Тео­ре­ма си­ну­сов
Классификатор планиметрии: Окруж­но­сти и тре­уголь­ни­ки, По­до­бие