Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 17 № 526342
i

В ост­ро­уголь­ном тре­уголь­ни­ке ABC \angle A=60 гра­ду­сов. Вы­со­ты BN и CM тре­уголь­ни­ка ABC пе­ре­се­ка­ют­ся в точке H. Точка  O  — центр окруж­но­сти, опи­сан­ной около \Delta ABC.

а)  До­ка­жи­те, что AH=AO.

б)  Най­ди­те пло­щадь \Delta AHO, если BC=6 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , \angle ABC = 45 гра­ду­сов.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Точки M и N лежат на окруж­но­сти с диа­мет­ром BC, по­это­му \angle ANM = 180 гра­ду­сов минус \angle MNC = \angle ABC. Зна­чит, тре­уголь­ни­ки ANM и ABC по­доб­ны с ко­эф­фи­ци­ен­том по­до­бия  дробь: чис­ли­тель: AM, зна­ме­на­тель: AC конец дроби = ко­си­нус \angle BAC = ко­си­нус 60 гра­ду­сов = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

Сле­до­ва­тель­но, ра­ди­ус окруж­но­сти, опи­сан­ной около тре­уголь­ни­ка ANM, равен  дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби AO. Точки M и N лежат на окруж­но­сти с диа­мет­ром AH, по­это­му AH=AO.

б)  Сумма углов тре­уголь­ни­ка ABC равна 180°, по­это­му \angle ACB=75 гра­ду­сов. Тогда \angle AOB=150 гра­ду­сов (цен­траль­ный угол в два раза боль­ше впи­сан­но­го угла, опи­ра­ю­ще­го­ся на ту же дугу). Тогда из суммы углов рав­но­бед­рен­но­го тре­уголь­ни­ка AOB: \angle OAB=15 гра­ду­сов. По­это­му

\angle HAO=\angle CAB минус \angle CAH минус \angle OAB=60 гра­ду­сов минус 15 гра­ду­сов минус 15 гра­ду­сов=30 гра­ду­сов.

Имеем: S_AHO= дробь: чис­ли­тель: AH умно­жить на AO умно­жить на синус 30 гра­ду­сов, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: R в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби . По тео­ре­ме си­ну­сов для тре­уголь­ни­ка ABC:

 дробь: чис­ли­тель: BC, зна­ме­на­тель: синус \angle CAB конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 6 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: синус 60 гра­ду­сов конец дроби =12=2R.

От­ку­да R=6 и S_AHO=9.

 

Ответ: б) 9.

 

При­ме­ча­ние Дмит­рия Гу­щи­на.

За­да­ния, в ко­то­рых тре­бу­ет­ся ис­поль­зо­вать связь между сто­ро­ной тре­уголь­ни­ка и рас­сто­я­ни­ем от про­ти­во­ле­жа­щей ей вер­ши­ны до ор­то­цен­тра встре­ча­ют­ся на ЕГЭ не пер­вый раз. См., на­при­мер, за­да­ние 519475 (2018 год), за­да­ние 505425 (2014 год) и за­да­ния в этом за­дач­ни­ке. Ис­поль­зу­ем эти зна­ния для ре­ше­ния пунк­та а).

Най­дем ра­ди­ус опи­сан­ной окруж­но­сти по тео­ре­ме си­ну­сов: AO = дробь: чис­ли­тель: BC, зна­ме­на­тель: 2 синус 60 гра­ду­сов конец дроби = дробь: чис­ли­тель: BC, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та конец дроби , вос­поль­зу­ем­ся фор­му­лой для рас­сто­я­ния от вер­ши­ны до ор­то­цен­тра AH = дробь: чис­ли­тель: BC, зна­ме­на­тель: тан­генс 60 гра­ду­сов конец дроби = дробь: чис­ли­тель: BC, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та конец дроби . По­лу­чен­ные ве­ли­чи­ны равны, что и тре­бо­ва­лось до­ка­зать.

 

При­ведём дру­гое ре­ше­ние пунк­та а).

а)  Вы­со­ты тре­уголь­ни­ка пе­ре­се­ка­ют­ся в одной точке, по­это­му вы­со­та AK про­хо­дит через точку H. Пусть AH=x, \angle HAM= альфа . Тогда AM=x ко­си­нус альфа . Сумма ост­рых углов пря­мо­уголь­но­го тре­уголь­ни­ка ACM равна 90°, по­это­му \angle ACM=30 гра­ду­сов. Тогда AC=2AM=2x ко­си­нус альфа , по­сколь­ку катет, ле­жа­щий про­тив угла в 30°, в два раза мень­ше ги­по­те­ну­зы. Сумма ост­рых углов пря­мо­уголь­но­го тре­уголь­ни­ка AKB равна 90°, по­это­му \angle ABK=90 гра­ду­сов минус альфа . По тео­ре­ме си­ну­сов для тре­уголь­ни­ка ABC:  дробь: чис­ли­тель: AC, зна­ме­на­тель: синус \angle ABC конец дроби = дробь: чис­ли­тель: AC, зна­ме­на­тель: синус левая круг­лая скоб­ка 90 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \circ пра­вая круг­лая скоб­ка минус альфа пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби = дробь: чис­ли­тель: AC, зна­ме­на­тель: ко­си­нус альфа конец дроби =2R, где R  — ра­ди­ус опи­сан­ной во­круг тре­уголь­ни­ка ABC окруж­но­сти. От­ку­да AC=2R ко­си­нус альфа . Ранее мы по­лу­чи­ли: AC=2x ко­си­нус альфа . Сле­до­ва­тель­но, x=R, то есть AH=AO.

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
Источники:
Методы геометрии: Свой­ства ор­то­цен­тра, Тео­ре­ма си­ну­сов
Классификатор планиметрии: Окруж­но­сти и четырёхуголь­ни­ки