Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Reshenie_S4_Dopolnenie_k_teorii

.pdf
Скачиваний:
92
Добавлен:
10.03.2016
Размер:
1.61 Mб
Скачать

Корянов А.Г., Прокофьев А.А. Планиметрические задачи с неоднозначностью в условии(многовариантные задачи)

AM

 

 

2

AC 8,

BM

 

 

2

BC 12.

Далее

1

 

2

 

 

3

 

 

3

 

 

 

применить теорему косинусов для угла

A в

треугольнике ADM1 и

для угла B

в

тре-

угольнике DBM2 .

 

 

 

 

 

 

 

70. (МИЭТ, 2000). Два равнобедренных треугольника ABC и AMH, расположены так, что стороны АВ и АМ образуют угол в 45 . Угол при вершине A в каж-

дом треугольнике – прямой.

Известно,

 

 

 

M2

что площадь пересече-

B

ния

треугольников

M

равна 49, а площадь их

 

 

 

 

M1

E

объединения

равна

 

F

213.

Найдите площадь

 

 

 

 

каждого из

треуголь-

A

D C

ников.

 

Ответ:

SABC 100;

 

H1

 

 

H

SAMH

162 (рис. 32) или

 

 

 

 

 

 

SABC 162; SAMH 100 .

 

 

 

H2

 

 

 

Указание. См. упраж-

 

Рис. 32

нение 92.

 

 

 

 

Дан равнобедренный треугольник

71.

 

АВС,

AB BC 13 и

AC 10. Парал-

лельно боковым сторонам треугольника на одинаковом расстоянии от них проведены прямые. Найдите это расстояние, если площадь треугольника, образованного этими прямыми и основанием, лежащим на прямой АС, равна 15.

Ответ: 30 или 90 . Указание. См. «По-

13 13

собие», пример 27.

72. Дан правильный треугольник АВС площади 25. Параллельно его сторонам на равном расстоянии от них проведены три прямые, пересекающиеся внутри треугольника и образующие в пересечении треугольник A1B1C1 площади 4. Найдите

расстояние между параллельными сторонами треугольников АВС и A1B1C1 .

Ответ: 4

 

74

3

. Указание. 1-й слу-

 

3 или

 

 

 

 

 

3

 

 

чай (рис. 33а): обозначим искомое расстояние HG A1D x . Так как площадь тре-

23.05.2013. http://www.alexlarin.net/

угольника АВС равна 25, то его высота

AG 543 . Аналогично для треугольника

A B C

высота

AH 24

3 . Используя ра-

1

1

1

 

 

 

1

 

 

 

 

венство

AG AA1 A1H HG ,

составим

уравнение

54

 

2x 24

 

x.

Отсюда

3

3

x 4

 

.

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A1 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B1

 

H

 

 

C1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

 

 

G

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 33а

 

 

2-й случай (рис. 33б). Обозначим искомое

расстояние

HG A1D y.

Используя равен-

ство

AG AA1 HG A1H , составим уравне-

ние 543 2y y 243. Отсюда y 743 . 3

A

C1 B1

 

H

D

 

y

A1

B G C

Рис. 33б

Произвольный четырехугольник

73. Продолжения сторон АD и ВС выпуклого четырехугольника ABCD пересекаются в точке М, а продолжения сторон АВ и CD – в точке О. Отрезок МО перпендикулярен биссектрисе угла АОD. Найдите отношение площадей треугольника АОD и четырехугольника ABCD,

если AO 12, DO 8, CD 2.

Ответ: 2:1 или 14:11. Указание. Из усло-

вия задачи следует, что ОМ является биссектрисой внешнего угла треугольника ADO (рис. 34а). Поэтому по свойству биссектрисы

41

Значит,
H

Корянов А.Г., Прокофьев А.А. Планиметрические задачи с неоднозначностью в условии(многовариантные задачи)

имеем

MA

 

AO

 

12

 

 

3

. Значит,

MD

 

2

.

MD

 

 

 

 

 

 

 

 

AD

 

 

 

 

 

 

DO

8

 

 

2

 

 

 

 

1

 

В треугольнике

ADO

 

проведем

отрезок

DH MB.

Из треугольника АВМ, используя

теорему Фалеса,

находим

BH

 

MD

 

2

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AH

AD

1

 

 

Пусть AH x,

тогда BH 2x. Из треуголь-

ника HDO, используя теорему Фалеса, нахо-

дим

BH

 

DC

 

2

 

1

. Отсюда BO 6x.

 

 

 

 

 

BO

CO

6

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

M

Рис. 34а

Для треугольников ВОС и ADO с общим углом получаем

SBOC

 

BO OC

 

BO

 

CO

 

6x

 

6

 

1

.

SAOD

AO DO

 

 

 

 

 

 

 

AO DO

9x 8 2

SAOD 2 .

SABCD 1

O

12

A 8

D

2

B C M

Рис. 34б

Второй случай (рис. 34б) рассмотрите самостоятельно.

Параллелограмм

74. Высота CK параллелограмма ABCD равна 12. Найдите диагональ AC, если известно, что AD 13, CD 10, а точка K лежит на прямой AB.

Ответ: 369 или 13. Указание. См., «Решебник», Глава 2, задача 11.

75. В параллелограмме ABCD проведена биссектриса угла А, которая пересекает прямую ВС в точке K. Найдите пе-

23.05.2013. http://www.alexlarin.net/

риметр параллелограмма, если BK 5,

KC 2.

Ответ: 16 или 24. Указание. Показать,

что треугольник АВK – равнобедренный. Рассмотреть два случая.

1-й случай: пусть биссектриса пересекает отрезок ВС.

2-й случай: пусть биссектриса пересекает продолжение отрезка ВС за точку С.

76. Биссектрисы углов А и В параллелограмма ABCD делят сторону на три равных отрезка. Найдите стороны АВ и ВС параллелограмма, если его периметр равен 80.

Ответ: 16 и 24 или 10 и 30. Указание. См. «Пособие», пример 14.

77. (ЕГЭ, 2010). В параллелограмме ABCD биссектрисы углов при стороне AD делят сторону BC точками M и N так, что BM :MN 1:5. Найдите BC если AB 3.

Ответ: 3,5; 21. Указание. См. указания к предыдущему упражнению.

78. (МФТИ). Биссектрисы углов B и

Cпараллелограмма ABCD пересекаются

вточке O. Найдите площадь параллело-

грамма,

если

A 2arcsin

 

2

 

,

 

 

 

 

 

13

 

 

OA 210, OD 5.

Ответ: 24 или 72. Указание. Применить теорему косинусов для треугольников ABO и OCD.

79. На стороне BC параллелограмма АВСD выбрана точка E, делящая эту сторону в отношении 3:4. Отрезок DE пересекает диагональ AC в точке F. Какую часть площади параллелограмма АВСD составляет площадь треугольника AFD?

Ответ: 7 или 7 . Указание. См. «По-

20 22

собие», пример 10.

80.Дан параллелограмм ABCD. Точка

Млежит на диагонали BD и делит ее в отношении 2:3. Найдите площадь параллелограмма ABCD, если площадь четырехугольника ABCМ равна 60.

42

Корянов А.Г., Прокофьев А.А. Планиметрические задачи с неоднозначностью в условии(многовариантные задачи)

Ответ: 150 или 100. Указание. 1-й случай:

пусть

BM

 

2

 

(рис. 35а), тогда BM

2

BD

 

 

 

 

 

 

 

 

MD

3

 

 

 

 

 

5

 

и S

 

 

2

S

 

 

 

 

1

S

 

(треугольники АВМ

ABM

 

ABD

 

ABCD

 

5

 

 

5

 

 

 

 

и ABD имеют общую высоту).

B

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

B

 

 

 

 

 

 

C

M

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

 

 

D

 

 

 

 

 

A

 

 

 

б

 

D

а

 

 

 

 

 

Рис. 35

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аналогично S

 

 

 

 

2

S

 

 

 

 

1

 

S

 

.

BCM

5

BCD

 

ABCD

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

Тогда S

 

 

S

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

2

S

 

.

ABCM

ABM

BCM

 

ABCD

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

Отсюда S

 

 

 

 

 

5

S

 

 

 

 

150 .

 

 

ABCD

 

2

ABCM

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2-й случай, когда

 

 

BM

 

3

(рис. 35б) рас-

 

 

MD

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

смотрите самостоятельно.

81. В параллелограмме ABCD один из

углов равен 45 . Точки E и F являются серединами смежных сторон, образующих острый угол. Площадь треугольника, отсекаемого прямой EF от параллелограмма ABCD, равна S. Найдите площадь треугольника, вершинами которого служат точки E, F и C.

Ответ: S или 3S. Указание. См. «Посо-

бие», рисунок 47.

82. В треугольнике АВС через точку М, лежащую на стороне ВС, проведены прямые, параллельные сторонам АС и АВ. Площадь образовавшегося при этом па-

раллелограмма составляет

5

площади

 

 

 

18

треугольника АВС. Найдите, в каком отношении точка М делит сторону ВС.

Ответ: 1:5 или 5:1. Решение. Пусть

BM

k , тогда

BM

 

k

 

и

CM

 

1

MC

BC

k 1

 

BC

k 1

(рис. 36). Обозначим площадь треугольника АВС через S. Тогда для подобных треугольников KВМ и АВС получаем равенство

 

 

k

 

2

SBKM

 

 

 

 

S .

 

 

 

k 1

 

 

23.05.2013. http://www.alexlarin.net/

Аналогично для подобных треугольников

LMC и

АВС

 

получаем

SLMC

 

 

1

 

2

S .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k 1

 

 

 

Площадь

 

 

параллелограмма

АKМL

равна

 

 

 

 

 

k2

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

2k

 

 

S .

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

или

 

 

 

 

 

 

 

 

(k 1)

2

(k 1)

2

 

k

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2k 1

Согласно

 

 

условию

 

 

 

 

 

 

 

B

задачи

 

 

составим

 

 

 

 

 

 

 

уравнение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

M

 

 

 

 

 

2k

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k2 2k 1

18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Отсюда

находим

 

A

 

D

 

 

 

 

 

C

k

1

или k 5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

Рис. 36

 

83. Точки P, R и Q лежат на сторонах соответственно EF, FG и EG треугольника EFG, причем EPRQ – параллелограмм,

площадь которого составляет 8 площа-

25

ди треугольника EFG. Найдите диагональ PQ параллелограмма, если известно, что

EF =15, EG =10 и FEG = 60°.

Ответ: 7 или 231 . Указание. См. «По-

собие», пример 28.

84. (ЕГЭ, 2011). Точки А, В и С лежат на сторонах соответственно KL, LM и KM треугольника KLM, причем KABC – параллелограмм, площадь которого со-

4

ставляет

 

площади треугольника KLM.

 

9

Найдите диагональ AC параллелограмма, если известно, что KL 8, KM 12 и

cos LKM 7 . 12

Ответ: 8 или 26 . Указание. См. преды-

дущую задачу.

85. В треугольник АВС со сторонами

AB 18 и BC 12 вписан параллелограмм BKLM, причем точки K, L, M лежат на сторонах АВ, АС и ВС соответственно. Известно, что площадь параллелограмма

составляет 4 площади треугольника

9

АВС. Найдите стороны параллелограмма.

Ответ: 6 и 8 или 4 и 12. Указание. См. «Пособие», пример 28. Аналогично приве-

43

Корянов А.Г., Прокофьев А.А. Планиметрические задачи с неоднозначностью в условии(многовариантные задачи)

денному там решению обозначить

LC

k и

 

 

Ромб

 

 

 

 

 

 

 

LA

 

 

Из вершины тупого угла ромба

 

2

 

 

87.

получить уравнение k2 k

0.

проведены две высоты. Расстояние меж-

 

9ду их концами равно половине диагонали ромба. Найдите углы ромба.

86.Дан параллелограмм со сторонами

1 и 2 и острым углом 60 . На двух его противоположных сторонах как на основаниях построены вне параллелограмма равнобедренные треугольники с углами 120 при вершинах. Найдите расстояние между этими вершинами.

 

 

 

 

F

 

B

 

60o

 

2

C

1

 

h

 

H1

 

 

 

A

60o

 

H2

D

H

60o

 

 

 

 

E H3

Рис. 37а

Ответ: 13 или 19 . Указание. См. рис.

3 3

37а

(EF

EH32 FH3

2 , где

EH3 AH ,

FH3

EH2

BH FH1 ) и 37б.

 

 

B

 

2

 

C

E

1

 

H

1

60

o

 

 

h

o

60

H2

 

 

F

A

60o

 

D

 

 

H

h

 

 

 

 

 

 

 

H3

Рис. 37б

23.05.2013. http://www.alexlarin.net/

B

M N

A C

D

Рис. 38а

Ответ: 60 ; 120 или 30 ; 150 .

Указание. Если 2MN AC (рис. 38а), то

MN средняя линия треугольника ABC .

Тогда AM AD .

2

M

B N

A

C

 

D

Рис. 38б

Если 2MN BD (рис. 38б), то из подобия треугольников MND и ABD следует

MD AD .

2

88. Дан ромб со стороной, равной 1, и

острым углом при вершине, равным .

6

Точка K лежит на стороне ВС, причем BK KC . Найдите расстояние от вершины В до прямой АK.

Ответ:

 

 

 

 

1

 

 

 

или

1

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

5 2

 

 

2 5 2

 

 

 

3

 

 

 

3

 

 

 

Указание.

1-й

случай.

Пусть

A

 

 

(рис.

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

39а), B

. Отрезок BE

( BE AK ) –

 

 

6

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

искомый.

SABK

 

AB BK sin B

.

Из

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

теоремы косинусов для треугольника ABK :

44

Корянов А.Г., Прокофьев А.А. Планиметрические задачи с неоднозначностью в условии(многовариантные задачи)

AK AB2 BK2 2AB BK cos B

 

5 2

3

, BE

SABK

 

 

 

 

1

 

 

.

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AK

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

5 2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

K

 

 

 

 

B

 

K

 

C

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б

 

 

 

 

 

 

Рис. 39

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2-й случай. Пусть B

 

(рис. 39б). Тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

5 2

 

 

 

,

 

BE

SABK

 

 

SABK

 

,

AK

 

3

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AK

 

1

.

2 5 23

89. В ромбе ABCD со стороной а и углом 60 проведены высоты CM и DK . Найдите длину отрезка MK .

 

a

a 7

Ответ:

 

или a , или

 

. Указание.

 

 

2 2

См. «Решебник», Глава 2, задача 15.

90. Ромб вписан в прямоугольный треугольник с катетами 9 и 12 так, что одна из его вершин совпадает с вершиной острого угла треугольника, а три другие лежат на сторонах треугольника. Найдите площадь ромба.

Ответ: 135 или 80 . Указание. См. «Ре-

16 9

шебник», Глава 3, задача 1.

91. (ФИПИ, 2013). Две стороны треугольника равны 8 и 10, косинус угла

между ними равен 2 . В треугольник

5

Ответ: 5 или 10 . Указание. Показать, что

9

данный треугольник равнобедренный, и рассмотреть два случая, когда ромб и треугольник имеют общий угол (рис. 40а, б).

B B

D E L M

A F C A N C

а б

Рис. 40

92. Два ромба ABCD и AMHK, имеющие общую вершину А, расположены так, что стороны АВ и АМ образуют угол в 30 . Известно, что углы при вершине А обоих ромбов равна 60 , площадь пере-

сечения ромбов равна 53 , а площадь их

объединения равна 233. Найдите площадь каждого из ромбов.

Ответ: SABCD 163, SAMHK 123 или

SABCD 123, SAMHK 163.

Решение. Исследование условия задачи показывает, что размещение ромбов зависит от положения точки Н на луче АВ. Обозначим стороны ромбов ABCD и AMHK через а и b соответственно.

B C

H

M

K

A D

Рис. 41а

1-й случай: пусть AH AB (рис. 41а). Так

как

SABCD

a2

3

и

SAMHK

b2

3

, причем

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

вписан ромб, имеющий с треугольником общий угол (вершина ромба, противоположная вершина этого угла, лежит на третьей стороне треугольника). Найдите сторону ромба.

23.05.2013. http://www.alexlarin.net/

пересечение ромбов есть треугольник АНK, а объединение ромбов состоит из ромба ABCD и треугольника АМН, то получаем систему уравнений

45

Корянов А.Г., Прокофьев А.А. Планиметрические задачи с неоднозначностью в условии(многовариантные задачи)

a2

3 b2

3

 

 

 

23 3,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b2

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

3.

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Отсюда имеем a 6, b 2 5 .

Из треугольника АНK, используя теорему

косинусов, находим

AH 2

 

. Что проти-

15

воречит условию, так как AH AB .

2-й случай: пусть

AB AH 3AB (рис.

41б). Тогда пересечение ромбов есть четырехугольник АВЕK, объединение состоит из ромба ABCD и двух треугольников АМН и ВНЕ.

H

M B E C

K

A D

Рис. 41б

Из треугольника АМН по теореме косину-

сов находим AH b3 , а BH b3 a . Так как BEH 90 , EBH 60 , то

 

SBHE

( 3b a)2 3

SAHK

b2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SABEK SAHK SBHE .

 

 

 

 

 

Составляем систему уравнений:

 

 

 

 

b2

 

 

 

a2

 

 

(

 

b a)2

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

3

 

3

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

23

3,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b2 3

 

 

( 3b a)2 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 3.

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

M

B K

C

A D

Рис. 41в

a 4 2

Получаем или

b 2 6

a 2 6

, что соответст-

b 4 2

вует рассматриваемому случаю AB AH (проверьте!). При этом площади ромбов принимают

одно из значений 123

или 163 .

23.05.2013. http://www.alexlarin.net/

3-й случай: пусть AH 3AB (рис. 41в). В

этом случае пересечение ромбов есть треугольник АВС, а объединение состоит из ромба АМНK и треугольника АСD. Получаем систему уравнений

 

 

 

b2

3 a2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

23 3,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Отсюда

имеем

 

 

 

a 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5, b 6 . Но тогда

AH 3AB.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Прямоугольник

 

 

В прямоугольнике ABCD AB 5,

BC

93.

 

4.

Точка Е на прямой АВ выбрана

так, что AED DEC . Найдите АЕ.

Ответ: 2 или 8. Указание. См. «Пособие»,

пример 11.

94. В равнобедренный прямоугольный

треугольник вписан прямоугольник так, что две его вершины находятся на гипотенузе, а две другие – на катетах. Чему равны стороны прямоугольника, если известно, что они относятся как 5:2, а гипотенуза треугольника равна 45?

Ответ: 10; 25 или 7,5; 18,75.

Указание. Рассмотреть два случая:

1)на гипотенузе лежит большая сторона прямоугольника;

2)на гипотенузе лежит меньшая сторона прямоугольника.

95. В равносторонний треугольник АВС вписан прямоугольник PQRS так, что основание прямоугольника RS лежит на стороне ВС, а вершины P и Q – на сторонах АВ и АС соответственно. В каком отношении точка Q должна делить сторону АС, чтобы площадь прямоугольника

PQRS составляла 45 площади треуголь-

98

ника АВС?

Ответ:

AQ

 

5

или

AQ

 

9

. Указание.

QC

 

QC

 

 

9

 

5

 

Рассмотреть подобие треугольников PAQ и BAC.

96. В треугольнике АВС AB BC 13,

AC 10. В треугольник вписан прямоугольник так, что две его вершины лежат

46

Корянов А.Г., Прокофьев А.А. Планиметрические задачи с неоднозначностью в условии(многовариантные задачи)

на стороне АС, а две другие – на сторонах АВ и ВС. Известно, что одна сторона прямоугольника вдвое больше другой. Найдите диагональ прямоугольника.

Ответ:

15 5

или

60 5

. Указание. Рас-

4

 

 

17

 

 

 

 

 

 

смотреть подобные треугольники BFE и ВСА

(рис. 42), и используя пропорцию

EF

 

BK

,

 

 

 

 

 

x

 

 

12 2x

 

AC BD

составить уравнение

 

 

.

 

 

 

10 12

B B

E K F

E K F

A G D H C A G D HC

а б

Рис. 42

Во втором случае составить уравнение

2x 12 x .

1012

97.Основание равнобедренного треугольника равно 56, косинус угла при

вершине равен 4 . Две вершины прямо-

5

угольника лежат на основании треугольника, а две другие – на боковых сторонах. Найдите площадь треугольника, если известно, что одна из его сторон вдвое больше другой.

Ответ: 882 или 1152. Указание. См. уп-

ражнение 96.

98. В прямоугольнике ABCD со сторонами AB = 4 и BC = 10 на стороне AD расположены точки M и N таким образом, что DM = 4, при этом P – точка пересечения прямых BN и CM. Площадь треугольника MNP равна 1. Найдите длину отрезка, соединяющего точки M и N.

Ответ: 2 или 2,5. Указание. 1-й случай:

пусть точка Р расположена внутри прямоугольника ABCD (рис. 43а). Пусть высота РЕ треугольника MNP равна x, а MN y . Рассмотрим подобие треугольников MNP и СВР,

23.05.2013. http://www.alexlarin.net/

и

составим отношение

PE

 

MN

или

 

 

 

x

 

 

y

 

PF BC

 

 

 

. Второе уравнение получаем, ис-

 

 

 

 

4 x 10

ходя из площади треугольника MNP: xy 2.

Решая систему уравнений, находим x 0,8 и y 2,5.

B

F

C

 

P

 

A

M E N

D

 

Рис. 43а

 

2-й случай (точка Р расположена вне прямоугольника ABCD) рассмотрите самостоятельно (рис. 43б).

B C

A N M D

P

Рис. 43б

Квадрат

99. Точка K делит диагональ АС квадрата ABCD в отношении 1:3. Прямые ВK и СD пересекаются в точке Р. Найдите площадь треугольника KРС, если сторона квадрата равна 4.

Ответ: 2 или 18. Указание. См. рис. 44а, б.

3

B C B C

K P

K

A D A D

P

а б

Рис. 44

47

Корянов А.Г., Прокофьев А.А. Планиметрические задачи с неоднозначностью в условии(многовариантные задачи)

100. (МИОО, 2010). Прямая, прове-

денная через середину стороны AB квадрата ABCD, пересекает прямые CD и AD в точках M и T соответственно и образует с прямой AB угол, тангенс которого равен 4. Найдите площадь треугольника BMT, если сторона квадрата АВСD равна 8.

Ответ: 16 или 48. Указание. См. «Решеб-

ник», Глава 2, задача 3.

101. Через вершину С квадрата АВСD

проведена прямая, пересекающая диагональ ВD в точке K, а серединный перпендикуляр к стороне АВ – в точке М. Найдите DCK , если AKB AMB.

Ответ: 15 или arctg7 . Указание. 1

случай. Пусть точка М лежит между точками K и С (рис. 45). Точки А, В, K и М лежат на одной окружности. В силу симметрии квадрата относительно диагонали ВD имеемAKB BKC. Вписанные углы, опирающиеся на одну и туже дугу, BKM BAM . Так как AM BM , то треугольник АВМ равносторонний. Угол ВKС – внешний угол для треугольника DCK . Получаем

DCK BKC KDC 60 45 15 .

A

B

K

M

D

C

 

Рис. 45

2 случай. Пусть точка K лежит между точками М и С (рис. 46). Пусть AKB и сторона квадрата равна 2a. Тогда искомый

угол DCK . Для выполнения усло-

4

вия задачи необходимо выполнение условия

LBM

 

 

 

.

 

Так как

tg LBM

LM

 

2

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

LB

 

NM NL

, то составим уравнение

 

 

 

LB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2a tg

 

 

 

2a

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

tg

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

23.05.2013. http://www.alexlarin.net/

Отсюда

 

 

 

 

 

или

после

tg

2 tg

 

 

 

4

 

 

2

 

 

 

преобразований

tg 1 2 tg .

Исполь-

 

 

 

tg 1

 

 

2

 

 

зуя формулы tg sin

и tg 1 cos ,

получим уравнение

cos

2

sin

 

 

 

 

 

 

 

4sin cos (cos sin ) 1 0,

 

которое заменой

t cos sin

сводится к

уравнению 2t2 t 1 0.

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

B

 

 

 

 

a

 

 

K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

L

M

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2a

 

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 46

 

 

 

 

102. Дан квадрат ABCD. В плоскости

квадрата

взята

точка

M, такая, что

BM CM

и AMB 75 . Найдите вели-

чину угла ВМС.

 

 

 

 

 

 

 

Ответ:

60

или 150 . Указание. Пусть

сторона квадрата равна 2a (рис. 47). Так как

BM CM , то EF

серединный перпенди-

куляр

к

BC .

Пусть

MAF ,

тогда

MBE 75 ,

AMB 30 2 .

Из ра-

венства EM MF EF получаем уравнение

atg(75 ) atg 2a .

Отсюда

следует

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tg2 2tg tg75 2

0.

 

 

 

 

 

 

tg75

 

 

 

 

 

Учитывая, что

 

 

B

a

E

 

C

 

tg75

 

 

 

 

 

 

 

75o M

 

tg(30 45 )

 

 

 

 

3 1

 

2a

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

3 1

 

 

 

 

 

M1

получаем tg

3

 

 

75o

или

tg 2

3 .

 

A

 

F

D

 

 

a

Отсюда

60

 

 

Рис. 47

 

или 15 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

103. Все вершины квадрата лежат на

сторонах равнобедренного треугольника

АВС, основание АС которого равно 12, а

боковая сторона АВ равна 10. Найдите

сторону квадрата.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

48

Корянов А.Г., Прокофьев А.А. Планиметрические задачи с неоднозначностью в условии(многовариантные задачи)

Ответ: 24 или 240 . Указание. Рассмот-

5 49

реть подобие треугольников в двух случаях

(рис. 48а,б).

B BF

D E D G

A F G C A E C

а б

Рис. 48

104. Две стороны треугольника равны

10 и 13, косинус угла между ними равен

5 . Найдите сторону квадрата, все вер-

13

шины которого расположены на сторонах треугольника.

Ответ: 60 или 1560. Указание. См. уп-

11 189

ражнение 103.

105. В треугольник с основанием, рав-

ным а, вписан квадрат, одна из сторон которого лежит на основании треуголь-

ника. Площадь квадрата составляет 1 6

часть площади треугольника. Определите сторону квадрата.

Ответ: 3 6 а . Указание. Пусть MEDL

6

\квадрат со стороной x, вписанный в данный треугольник ABC с высотой BK h, AC a (рис. 49). Из подо-

Bбия треугольников AEM и ABK имеем AE h . Из по-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AB

 

a

 

 

h

 

D

добия треугольников EBD и

E

 

ABC имеем

 

EB

 

x

. Отсю-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

x K

 

 

 

 

 

 

 

 

AB

 

 

 

 

 

да получаем

 

 

 

 

A M a

LC

 

h

x

AE

EB

1,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AB

Рис. 49

 

a

a

AB

 

т.е.

xa xh ah.

 

По усло-

 

 

 

 

 

вию ah 12x2 . Получаем систему уравнений

 

 

 

2

,

 

 

 

 

ah 12x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a h 12x.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

а .

Отсюда h (5 2

6

6)а , x

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

23.05.2013. http://www.alexlarin.net/

106. На стороне BC квадрата ABCD построен равносторонний треугольник BCP. Найти высоту треугольника APD, проведенную из вершины A, если известно, что сторона квадрата равна 2.

Ответ:

6

2

или

6

2

. См. зада-

 

 

2

 

2

 

 

 

 

ча 2, «Решебник», Глава 3.

107. На стороне CD квадрата ABCD построен равносторонний треугольник CPD. Найдите высоту треугольника ABP, проведенную из вершины A, если известно, что сторона равна 4.

Ответ: 6 2 или 6 2 . См. задача 2, «Решебник», Глава 3.

108. На стороне CD квадрата ABCD построен равнобедренный прямоугольный треугольник CPD с гипотенузой CD. Найдите высоту треугольника АBР, проведенную из вершины А, если известно, что сторона квадрата равна 1.

Ответ:

2

или

 

3

 

. Указание. 1-й слу-

 

 

 

 

2

 

10

 

 

чай: точки Р и А лежат по одну сторону от прямой CD (рис. 50а).

2 случай: точки Р и А лежат по разные стороны от прямой CD (рис. 50б).

 

 

 

P

D

C

D

C

 

P

 

 

 

 

 

H

A

B A

B

а

Рис. 50

б

 

 

109. (МИЭТ, 2000). Два квадрата

ABCD и AMHK, расположены так, что стороны АВ и АМ образуют угол в 45 . Известно, что площадь пересечения квадратов равна 8,5, а площадь их объединения равна 34,5. Найдите площадь каждого из квадратов.

Ответ:

SABCD 25;

SAMHK 18

или

SABCD 18;

SAMHK 25.

Указание. Из

трех

 

 

 

49

Корянов А.Г., Прокофьев А.А. Планиметрические задачи с неоднозначностью в условии(многовариантные задачи)

приведенных ситуаций на рис. 51 возможна только соответствующая положению квадрата AMHK. Далее вычислить площади треугольников AEF и AFM.

 

H2

 

 

 

 

 

 

H

 

 

K2

H1

B F C

M2

 

 

 

 

 

K

M

 

 

K1

M1

 

 

A

 

D

 

 

Рис. 51

Трапеция

Линейные и угловые элементы трапеции

110. Основания трапеции равны а и b. Найдите длину отрезка, высекаемого диагоналями на средней линии.

Ответ: 1 |a b|. Указание. Рассмотреть

2

два случая, когда a b или a b . Отрезки MP и QN – средние линии в треугольниках

ABC и BCD (рис. 52).

M M

B C A D

K

A D B K C

а б

Рис. 53

112. Вычислите периметр трапеции, боковые стороны которой 40 и 25, высота 24, а одно из оснований равно 10.

Ответ: 110 или 124. Указания. См. «По-

собие», рисунок 34.

113. Боковая сторона неравнобедренной трапеции равна 12 и образует с ее основанием угол 60 . Основания трапеции равны 16 и 40. Найдите длину отрезка, соединяющего середины оснований.

Ответ: 12 или 123 . Указание. Пусть точки E и F – середины оснований трапе-

ции (рис. 54а, б), CG||EF , CG EF . При-

менить теорему косинусов для угла D в треугольнике GCD.

B C

M N

P Q

A D

Рис. 52

111. Боковые стороны АВ и CD трапе-

ции ABCD равны 12 и 16 соответственно. Отрезок, соединяющий середины диагоналей, равен 6. Средняя линия трапеции равна 9. Прямые АВ и CD пересекаются в точке М. Найдите длину медианы МK в треугольнике ВМС.

Ответ: 41 или 5 41. Указание. Рас-

2 2

смотреть два случая, связанных с переобозначением вершин трапеции (рис. 53).

23.05.2013. http://www.alexlarin.net/

B E 8 C

12

60o

A

F 8 G 12 D

Рис. 54а

 

B

E 8

C

 

 

o

12

 

120

 

 

A

F 8 G 12

D

 

 

Рис. 54б

114. Дана трапеция ABCD с боковыми

сторонами

AB 27,

CD 28 и основа-

нием

BC 5.

Известно,

что

cos BCD 2 . Найдите диагональ АС.

7

Ответ: 28 или 2181.

50

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]