Тип 17 № 634877 

Планиметрическая задача. Четырехугольники и их свойства
i
В квадрате ABCD точки P и Q — середины сторон AB и BC соответственно. Отрезки CP и DQ пересекаются в точке F.
а) Докажите, что 
б) Найдите радиус окружности, описанной около треугольника ABF, если 
Решение.
а) Треугольники BCP и CDQ равны по двум катетам, поэтому
откуда

следовательно, отрезки QF и CF перпендикулярны. Значит, треугольники QFC и PBC подобны, из чего следует, что
Далее,
поэтому прямая FB есть биссектриса внешнего угла F треугольника QFC, а потому 
б) Найдем
По теореме синусов
откуда находим:

Рассмотрим окружность с центром в точке А и радиусом AB. Эта окружность проходит через точку D, причем меньшая дуга BD окружности равна центральному углу BAD, то есть 90°, а большая дуга BD этой окружности равна, следовательно, 270°. В пункте а) доказано, что
поэтому
Но вписанный угол, равный 135°, опирается на дугу в 270°, а потому точки B, F, D лежат на одной окружности с центром A, и тогда
Таким образом,

Тогда по основному тригонометрическому тождеству
Применяя обобщенную теорему синусов к треугольнику ABF, находим радиус описанной вокруг него окружности:

Ответ: б) 

Примечание к пункту б).
После того как показано, что треугольник ABF равнобедренный, можно рассуждать так: в этом треугольнике медиана, проведенная к стороне BF, лежит на серединном перпендикуляре к этой стороне, а потому содержит точки O1 и O2 — центры окружностей, описанных вокруг треугольников ABF и PBF соответственно. Проведем из этих точек перпендикуляры O1P и O2R к стороне АВ, получим подобные с коэффициентом
треугольники AO1P и AO2R, тогда
Из треугольника PAO1 по теореме Пифагора находим искомый радиус:

Ответ: 
Приведем решение Ирины Шраго.
а) Треугольники BCP и CDQ равны по двум катетам, поэтому
откуда
следовательно, вокруг четырехугольника BPFQ можно описать окружность, тогда углы BFP и BQP равны как углы, опирающиеся на одну дугу, поэтому 
б) Из доказанного в пункте а) следует, что
тогда
и вокруг четырехугольника APFD можно описать окружность. Следовательно, углы AFP и ADP равны как углы, опирающиеся на одну дугу. Пусть
тогда из прямоугольного треугольника ADP 
Тогда

По теореме синусов для треугольника AFB

Критерии проверки:| Критерии оценивания выполнения задания | Баллы |
|---|
| 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 выше | 0 |
| Максимальный балл | 3 |
Ответ: б)
