Тема 17. Задачи по планиметрии

17.01 Задачи №17 из ЕГЭ прошлых лет

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела задачи по планиметрии
Решаем задачи

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 41#90105Максимум баллов за задание: 3

Периметр треугольника ABC  равен 36. Точки E  и F  — середины сторон AB  и BC  соответственно. Отрезок EF  касается окружности, вписанной в треугольник ABC.

а) Докажите, что AC = 9.

б) Найдите площадь треугольника ABC,  если          ∘
∠ACB  = 90.

Источники: ЕГЭ 2024, основная волна, Дагестан

Показать ответ и решение

а) Пусть AB = 2c,  AC = 2b  и BC = 2a.  По условию E  — середина AB,  поэтому AE  =BE  = c.  Также F  — середина BC,  поэтому BF = CF = a.  Тогда EF  — средняя линия треугольника ABC,  параллельная AC,  следовательно, EF = b.

PIC

По условию периметр треугольника ABC  равен 36, значит,

2a +2b+ 2c= 36
  a+ b+ c= 18

С другой стороны, EF  касается вписанной окружности треугольника ABC,  поэтому четырехугольник AEF C  — описанный, следовательно, суммы его противоположных сторон равны:

AE + F C = EF + AC
    c+ a= b+ 2b
     a +c =3b

Таким образом,

 a+ b+ c= 18
(a+ c)+b = 18
  3b+ b= 18
    2b= 9

Значит, AC = 2b= 9.

б) По условию           ∘
∠ACB  = 90 .  Тогда запишем теорему Пифагора для △ ABC :

  AC2+ BC2 = AB2
    92 +4a2 = 4c2
         2    2
    81 = 4c− 4a
81= (2c− 2a)(2c+ 2a)

В предыдущем пункте мы доказали, что

a+ c= 3b  ⇒   2a+ 2c= 6b= 27.

Следовательно,

81= (2c− 2a)(2c+ 2a)
  81= (2c− 2a)⋅27
     2c− 2a = 3

Имеем систему уравнений:

{2a+ 2c= 27      {2a = 12
 2c− 2a= 3   ⇔     2c= 15

PIC

Тогда можем найти площадь прямоугольного треугольника ABC  :

       1           1
SABC = 2 ⋅AC ⋅BC = 2 ⋅9 ⋅12= 54.
Ответ: б) 54
Критерии оценки

Содержание критерия

Балл

Имеется верное доказательство утверждения пункта а) и обоснованно получен верный ответ в пункте б)

3

Обоснованно получен верный ответ в пункте б)

2

ИЛИ

имеется верное доказательство утверждения пункта а) и при обоснованном решении пункта б) получен неверный ответ из-за арифметической ошибки

Имеется верное доказательство утверждения пункта а),

1

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

Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше

0

Максимальный балл

3

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 42#90106Максимум баллов за задание: 3

Периметр треугольника ABC  равен 24. Точки E  и F  — середины сторон AB  и BC  соответственно. Отрезок EF  касается окружности, вписанной в треугольник ABC.

а) Докажите, что AC = 6.

б) Найдите площадь треугольника ABC,  если          ∘
∠ACB  = 90.

Источники: ЕГЭ 2024, основная волна, Дагестан

Показать ответ и решение

а) Пусть AB = 2c,  AC = 2b  и BC = 2a.  По условию E  — середина AB,  поэтому AE  =BE  = c.  Также F  — середина BC,  поэтому BF = CF = a.  Тогда EF  — средняя линия треугольника ABC,  параллельная AC,  следовательно, EF = b.

PIC

По условию периметр треугольника ABC  равен 24, значит,

2a +2b+ 2c= 24
  a+ b+ c= 12

С другой стороны, EF  касается вписанной окружности треугольника ABC,  поэтому четырехугольник AEF C  — описанный, следовательно, суммы его противоположных сторон равны:

AE + F C = EF + AC
    c+ a= b+ 2b
     a +c =3b

Таким образом,

 a+ b+ c= 12
(a+ c)+b = 12
  3b+ b= 12
    2b= 6

Значит, AC = 2b= 6.

б) По условию           ∘
∠ACB  = 90 .  Тогда запишем теорему Пифагора для △ ABC :

  AC2+ BC2 = AB2
    62 +4a2 = 4c2
         2    2
    36 = 4c− 4a
36= (2c− 2a)(2c+ 2a)

В предыдущем пункте мы доказали, что

a+ c= 3b  ⇒   2a+ 2c= 6b= 18.

Следовательно,

36= (2c− 2a)(2c+ 2a)
  36= (2c− 2a)⋅18
     2c− 2a = 2

Имеем систему уравнений:

{2a+ 2c= 18      {2a = 8
 2c− 2a= 2   ⇔     2c= 10

PIC

Тогда можем найти площадь прямоугольного треугольника ABC  :

       1           1
SABC = 2 ⋅AC ⋅BC = 2 ⋅6⋅8= 24.
Ответ: б) 24
Критерии оценки

Содержание критерия

Балл

Имеется верное доказательство утверждения пункта а) и обоснованно получен верный ответ в пункте б)

3

Обоснованно получен верный ответ в пункте б)

2

ИЛИ

имеется верное доказательство утверждения пункта а) и при обоснованном решении пункта б) получен неверный ответ из-за арифметической ошибки

Имеется верное доказательство утверждения пункта а),

1

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

Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше

0

Максимальный балл

3

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 43#88578Максимум баллов за задание: 3

В треугольнике ABC  угол ABC  равен 60∘.  Окружность, вписанная в треугольник, касается стороны AC  в точке M.

а) Докажите, что отрезок BM  не больше утроенного радиуса вписанной в треугольник окружности.

б) Найдите sin∠BMC,  если известно, что отрезок BM  в 2,8 раза больше радиуса вписанной в треугольник окружности.

Источники: ЕГЭ 2024, резерв досрочной волны

Показать ответ и решение

а) Пусть O  — центр окружности, N  — точка касания со стороной BC.  Тогда BO  — отрезок биссектрисы угла ABC,  OM  = ON = r  — радиусы. Следовательно, ∠OBN  = 30∘,  откуда BO  =2ON  = 2r.  Если O ∕∈ BM,  то по неравенству треугольника

BM < BO  +OM  = 2r+ r = 3r

Если O ∈ BM,  то

BM  = BO + OM  =3r

Следовательно, по итогу BM ≤ 3r.  Что и требовалось доказать.

PIC PIC

б) Рассмотрим △BOM   :  BM  = 2,8r,  BO = 2r,  OM  = r.  Тогда по теореме косинусов для этого треугольника имеем

           BM2 + MO2  − BO2   121
cos∠BMO   = ----2BM--⋅MO------= 140

Заметим, что на самом деле возможны два случая:

1) Если ∠MBC  > ∠OBC,  то

sin∠BMC  = sin(90∘+ ∠BMO  )= cos∠BMO   = 121
                                      140

2) Если ∠MBC  < ∠OBC  то

                                      121
sin∠BMC  = sin(90∘− ∠BMO  )= cos∠BMO   = 140

То есть в обоих случаях            121
sin∠BMC  = 140.

Ответ:

б) 121-
140

Критерии оценки

Содержание критерия

Балл

Имеется верное доказательство утверждения пункта а) и обоснованно получен верный ответ в пункте б)

3

Обоснованно получен верный ответ в пункте б)

2

ИЛИ

имеется верное доказательство утверждения пункта а) и при обоснованном решении пункта б) получен неверный ответ из-за арифметической ошибки

Имеется верное доказательство утверждения пункта а),

1

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

Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше

0

Максимальный балл

3

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 44#83774Максимум баллов за задание: 3

Дан остроугольный треугольник ABC.  В нём провели высоты BB1  и CC1,  которые пересеклись в точке H.

а) Докажите, что угол BAH  равен углу BB1C1.

б) Найдите расстояние от центра описанной окружности треугольника ABC  до его стороны BC,  если известно, что B1C1 = 18,  а ∠BAC  = 30∘.

Источники: ЕГЭ 2024, досрочная волна

Показать ответ и решение

а) Рассмотрим четырёхугольник AB1HC1.  Заметим, что он вписанный, так как сумма его противоположных углов равна

                   ∘   ∘     ∘
∠AB1H  +∠AC1H  = 90 + 90  = 180 .

PIC

Проведем его диагонали AH  и B1C1.  Так как AB1HC1  — вписанный, то углы, опирающиеся на его сторону HC  ,
   1  равны, то есть

∠C1AH = ∠HB1C1   ⇔   ∠BAH   =∠BB1C1.

Что и требовалось доказать.

б) Заметим, что △ AB1C1 ∼ △ABC  с коэффициентом k = cos∠A.  Докажем это.

Заметим, что четырехугольник BC1B1C  — вписанный, так как углы, опирающиеся на его сторону BC,  равны

          ∘
∠BC1C  = 90 = ∠BB1C.

Следовательно, ∠CBC   =∠AB  C
     1      1 1  по свойству вписанного четырехугольника. Угол A  общий, значит, △ AB1C1 ∼ △ABC  по двум углам с коэффициентом

    AB1               ∘  √3
k = AB--= cos∠A = cos30 = -2-.

PIC

Тогда запишем отношение подобия:

B1C1-= cos∠A   ⇒   BC = -B1C1∘.
 BC                     cos30

Пусть O  — центр описанной окружности треугольника ABC.  Тогда центральный угол BOC  в два раза больше вписанного угла BAC,  то есть

                    ∘    ∘
∠BOC  = 2∠BAC = 2 ⋅30 = 60 .

Значит, △ BOC  равносторонний, так как в нем есть угол в 60∘ и BO  =CO  как радиусы описанной окружности треугольника ABC.  Таким образом,

BO  = CO = BC.

Тогда расстояние ρ  от точки O  до BC  равно высоте равностороннего треугольника, то есть

              √3   B1C1  √3
ρ= hBOC = BC ⋅-2-= -√3--⋅-2-= B1C1 =18.
                     2
Ответ:

б) 18

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 45#91007Максимум баллов за задание: 3

Дана трапеция ABCD  с боковой стороной AB,  которая перпендикулярна основаниям. Из точки A  на сторону CD  опущен перпендикуляр AH.  На стороне AB  взята точка E  так, что прямые CE  и CD  перпендикулярны.

a) Докажите, что прямые BH  и ED  параллельны.

б) Найдите отношение BH  к ED,  если            ∘
∠BCD  = 135 .

Источники: ЕГЭ 2024, резервный день, Дальний восток

Показать ответ и решение

а) Пусть BC  — меньшее основание и прямые AB  и CD  пересекаются в точке S.

PIC

По условию EC ⊥ SD  и AH ⊥ CD,  значит, EC ∥AH.  Тогда прямоугольные треугольники SCE,  SHA,  SBC  и SAD  подобны по двум углам (есть общий угол и прямой), следовательно,

SC- = SH-= SB- = SA-.
SE    SA   SC    SD

Тогда имеем:

SB-   SB- SC-  SH-  SA-  SH-
SE  = SC ⋅SE = SA  ⋅SD = SD

Значит, △ SBH  ∼△SED  по отношению сторон и углу между ними. Тогда BH  ∥ED.

б) Так как △ SBH ∼ △SED,  то

BH   SH
ED-= SD-.

PIC

Заметим, что если ∠BCD  = 135∘,  то смежный ему ∠BCS  =45∘.

Тогда в треугольнике SBC  :

∠BSC = 180∘− ∠SBC − ∠SCB  = 45∘.

Тогда в треугольнике SAD  :

          ∘                  ∘
∠SDA = 180 − ∠SAD − ∠ASD  = 45.

Следовательно, треугольник SAD  равнобедренный с основанием SD.  Тогда AH  — высота и медиана, следовательно, SD = 2SH.  Значит,

BH    SH   1
ED--= SD-= 2.
Ответ:

б) 1 :2

Критерии оценки

Содержание критерия

Балл

Имеется верное доказательство утверждения пункта а), и обоснованно получен верный ответ в пункте б)

3

Обоснованно получен верный ответ в пункте б)

2

ИЛИ

имеется верное доказательство утверждения пункта а) и при обоснованном решении пункта б) получен неверный ответ из-за арифметической ошибки

Имеется верное доказательство утверждения пункта а),

1

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

Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше

0

Максимальный балл

3

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 46#91008Максимум баллов за задание: 3

Дана трапеция ABCD  с боковой стороной AB,  которая перпендикулярна основаниям. Из точки A  на сторону CD  опущен перпендикуляр AH.  На стороне AB  взята точка E  так, что прямые CE  и CD  перпендикулярны.

a) Докажите, что прямые BH  и ED  параллельны.

б) Найдите отношение BH  к ED,  если            ∘
∠BCD  = 150 .

Источники: ЕГЭ 2024, резервный день, Дальний восток

Показать ответ и решение

а) Пусть BC  — меньшее основание и прямые AB  и CD  пересекаются в точке S.

PIC

По условию EC ⊥ SD  и AH ⊥ CD,  значит, EC ∥AH.  Тогда прямоугольные треугольники SCE,  SHA,  SBC  и SAD  подобны по двум углам (есть общий угол и прямой), следовательно,

SC- = SH-= SB- = SA-.
SE    SA   SC    SD

Тогда имеем:

SB-   SB- SC-  SH-  SA-  SH-
SE  = SC ⋅SE = SA  ⋅SD = SD

Значит, △ SBH  ∼△SED  по отношению сторон и углу между ними. Тогда BH  ∥ED.

б) Так как △ SBH ∼ △SED,  то

BH   SH
ED-= SD-.

PIC

Заметим, что если ∠BCD  = 150∘,  то смежный ему ∠BCS  =30∘.

Тогда в треугольнике SBC  :

∠BSC = 180∘− ∠SBC − ∠SCB  = 60∘.

Тогда в треугольнике SAD  :

          ∘                  ∘
∠SDA = 180 − ∠SAD − ∠ASD  = 30.

Следовательно, треугольник SAD  прямоугольный с углом ∠SDA  = 30∘.  Тогда высота AH  делит треугольник ASD  на два прямоугольных подобных ему треугольника AHS  и AHD.  Из подобия треугольников AHS  и DAS  имеем:

          SH-   SA-
cos∠HSA  = SA  = SD

Тогда окончательно получаем

BH--= SH-= SH- ⋅ SA-= cos2∠HSA = cos260∘ = 1.
ED    SD    SA  SD                       4
Ответ:

б) 1 :4

Критерии оценки

Содержание критерия

Балл

Имеется верное доказательство утверждения пункта а), и обоснованно получен верный ответ в пункте б)

3

Обоснованно получен верный ответ в пункте б)

2

ИЛИ

имеется верное доказательство утверждения пункта а) и при обоснованном решении пункта б) получен неверный ответ из-за арифметической ошибки

Имеется верное доказательство утверждения пункта а),

1

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

Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше

0

Максимальный балл

3

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 47#91009Максимум баллов за задание: 3

Дана трапеция ABCD  с боковой стороной AB,  которая перпендикулярна основаниям. Из точки A  на сторону CD  опущен перпендикуляр AH.  На стороне AB  взята точка E  так, что прямые CE  и CD  перпендикулярны.

a) Докажите, что прямые BH  и ED  параллельны.

б) Найдите отношение BH  к ED,  если            ∘
∠BCD  = 120 .

Источники: ЕГЭ 2024, резервный день, Дальний восток

Показать ответ и решение

а) Пусть BC  — меньшее основание и прямые AB  и CD  пересекаются в точке S.

PIC

По условию EC ⊥ SD  и AH ⊥ CD,  значит, EC ∥AH.  Тогда прямоугольные треугольники SCE,  SHA,  SBC  и SAD  подобны по двум углам (есть общий угол и прямой), следовательно,

SC- = SH-= SB- = SA-.
SE    SA   SC    SD

Тогда имеем:

SB-   SB- SC-  SH-  SA-  SH-
SE  = SC ⋅SE = SA  ⋅SD = SD

Значит, △ SBH  ∼△SED  по отношению сторон и углу между ними. Тогда BH  ∥ED.

б) Так как △ SBH ∼ △SED,  то

BH   SH
ED-= SD-.

PIC

Заметим, что если ∠BCD  = 120∘,  то смежный ему ∠BCS  =60∘.

Тогда в треугольнике SBC  :

∠BSC = 180∘− ∠SBC − ∠SCB  = 30∘.

Тогда в треугольнике SAD  :

          ∘                  ∘
∠SDA = 180 − ∠SAD − ∠ASD  = 60.

Следовательно, треугольник SAD  прямоугольный с углом ∠SDA  = 60∘.  Тогда высота AH  делит треугольник ASD  на два прямоугольных подобных ему треугольника AHS  и AHD.  Из подобия треугольников AHS  и DAS  имеем:

          SH-   SA-
cos∠HSA  = SA  = SD

Тогда окончательно получаем

BH--= SH-= SH- ⋅ SA-= cos2∠HSA = cos230∘ = 3.
ED    SD    SA  SD                       4
Ответ:

б) 3
4

Критерии оценки

Содержание критерия

Балл

Имеется верное доказательство утверждения пункта а), и обоснованно получен верный ответ в пункте б)

3

Обоснованно получен верный ответ в пункте б)

2

ИЛИ

имеется верное доказательство утверждения пункта а) и при обоснованном решении пункта б) получен неверный ответ из-за арифметической ошибки

Имеется верное доказательство утверждения пункта а),

1

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

Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше

0

Максимальный балл

3

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 48#91010Максимум баллов за задание: 3

В остроугольном треугольнике ABC  проведены высоты AK  и CM.  На них из точек M  и K  опущены перпендикуляры ME  и KH  соответственно.

a) Докажите, что прямые EH  и AC  параллельны.

б) Найдите отношение EH  к AC,  если          ∘
∠ABC  = 30.

Источники: ЕГЭ 2024, резервный день, Центр

Показать ответ и решение

а) Рассмотрим четырехугольник AMKC.  В нем имеем:

          ∘
∠AMC  = 90 = ∠AKC.

Значит, четырехугольник AMKC  вписанный. Тогда

∠CAK  = ∠CMK.

Рассмотрим четырехугольник KHEM.  В нем имеем:

∠KHM   = 90∘ = ∠KEM.

Значит, четырехугольник KHEM  вписанный. Тогда

∠HMK   =∠HEK.

PIC

Следовательно,

∠CAK  =∠CMK   = ∠HMK   = ∠HEK.

Таким образом, соответственные углы, образованные прямыми AC  и EH  и секущей AK,  равны, поэтому AC ∥EH.

б) Пусть AK  и CM  пересекаются в точке O.  Тогда в треугольниках AOC  и EOH  имеем ∠AOC  — общий и ∠OAC  = ∠OEH  по предыдущему пункту. Тогда треугольники AOC  и EOH  подобны, значит,

EH-  OE-
AC = OA .

PIC

Рассмотрим треугольник AKB.  В нем имеем:

∠KAB  = 180∘− ∠AKB  − ∠ABK  = 180∘− 90∘− 30∘ = 60∘.

Тогда рассмотрим треугольник AMO.  В нем имеем:

∠MOA  = 180∘− ∠AMO  − ∠OAM  = 180∘− 90∘ − 60∘ = 30∘.

Так как ME  — высота прямоугольного треугольника AMO,  то она разбивает его на два треугольника AEM  и MEO,  подобных ему. Тогда из подобия треугольников MEO  и AMO  :

cos∠EOM   = OE--= MO--
           MO    OA

Тогда окончательно получаем

EH    OE    OE   MO      2           2 ∘   3
AC- = OA-=  MO-⋅ OA--=cos ∠EOM  = cos 30  = 4.
Ответ:

б) 3 :4

Критерии оценки

Содержание критерия

Балл

Имеется верное доказательство утверждения пункта а), и обоснованно получен верный ответ в пункте б)

3

Обоснованно получен верный ответ в пункте б)

2

ИЛИ

имеется верное доказательство утверждения пункта а) и при обоснованном решении пункта б) получен неверный ответ из-за арифметической ошибки

Имеется верное доказательство утверждения пункта а),

1

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

Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше

0

Максимальный балл

3

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 49#91011Максимум баллов за задание: 3

В остроугольном треугольнике ABC  проведены высоты AK  и CM.  На них из точек M  и K  опущены перпендикуляры ME  и KH  соответственно.

a) Докажите, что прямые EH  и AC  параллельны.

б) Найдите отношение EH  к AC,  если          ∘
∠ABC  = 60.

Источники: ЕГЭ 2024, резервный день, Центр

Показать ответ и решение

а) Рассмотрим четырехугольник AMKC.  В нем имеем:

          ∘
∠AMC  = 90 = ∠AKC.

Значит, четырехугольник AMKC  вписанный. Тогда

∠CAK  = ∠CMK.

Рассмотрим четырехугольник KHEM.  В нем имеем:

∠KHM   = 90∘ = ∠KEM.

Значит, четырехугольник KHEM  вписанный. Тогда

∠HMK   =∠HEK.

PIC

Следовательно,

∠CAK  =∠CMK   = ∠HMK   = ∠HEK.

Таким образом, соответственные углы, образованные прямыми AC  и EH  и секущей AK,  равны, поэтому AC ∥EH.

б) Пусть AK  и CM  пересекаются в точке O.  Тогда в треугольниках AOC  и EOH  имеем ∠AOC  — общий и ∠OAC  = ∠OEH  по предыдущему пункту. Тогда треугольники AOC  и EOH  подобны, значит,

EH-  OE-
AC = OA .

PIC

Рассмотрим треугольник AKB.  В нем имеем:

∠KAB  = 180∘− ∠AKB  − ∠ABK  = 180∘− 90∘− 60∘ = 30∘.

Тогда рассмотрим треугольник AMO.  В нем имеем:

∠MOA  = 180∘− ∠AMO  − ∠OAM  = 180∘− 90∘ − 30∘ = 60∘.

Так как ME  — высота прямоугольного треугольника AMO,  то она разбивает его на два треугольника AEM  и MEO,  подобных ему. Тогда из подобия треугольников MEO  и AMO  :

cos∠EOM   = OE--= MO--
           MO    OA

Тогда окончательно получаем

EH    OE    OE   MO      2           2 ∘   1
AC- = OA-=  MO-⋅ OA--=cos ∠EOM  = cos 60  = 4.
Ответ:

б) 1 :4

Критерии оценки

Содержание критерия

Балл

Имеется верное доказательство утверждения пункта а), и обоснованно получен верный ответ в пункте б)

3

Обоснованно получен верный ответ в пункте б)

2

ИЛИ

имеется верное доказательство утверждения пункта а) и при обоснованном решении пункта б) получен неверный ответ из-за арифметической ошибки

Имеется верное доказательство утверждения пункта а),

1

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

Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше

0

Максимальный балл

3

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 50#91012Максимум баллов за задание: 3

В остроугольном треугольнике ABC  проведены высоты AK  и CM.  На них из точек M  и K  опущены перпендикуляры ME  и KH  соответственно.

a) Докажите, что прямые EH  и AC  параллельны.

б) Найдите отношение EH  к AC,  если          ∘
∠ABC  = 45.

Источники: ЕГЭ 2024, резервный день, Центр

Показать ответ и решение

а) Рассмотрим четырехугольник AMKC.  В нем имеем:

          ∘
∠AMC  = 90 = ∠AKC.

Значит, четырехугольник AMKC  вписанный. Тогда

∠CAK  = ∠CMK.

Рассмотрим четырехугольник KHEM.  В нем имеем:

∠KHM   = 90∘ = ∠KEM.

Значит, четырехугольник KHEM  вписанный. Тогда

∠HMK   =∠HEK.

PIC

Следовательно,

∠CAK  =∠CMK   = ∠HMK   = ∠HEK.

Таким образом, соответственные углы, образованные прямыми AC  и EH  и секущей AK,  равны, поэтому AC ∥EH.

б) Пусть AK  и CM  пересекаются в точке O.  Тогда в треугольниках AOC  и EOH  имеем ∠AOC  — общий и ∠OAC  = ∠OEH  по предыдущему пункту. Тогда треугольники AOC  и EOH  подобны, значит,

AC-   OA-  OE--+EA-      EA-
EH  = OE =    OE    = 1+ OE .

PIC

Рассмотрим треугольник AKB.  В нем имеем:

∠KAB  = 180∘− ∠AKB  − ∠ABK  = 180∘− 90∘− 45∘ = 45∘.

Тогда рассмотрим треугольник AMO.  В нем имеем:

∠MOA  = 180∘− ∠AMO  − ∠OAM  = 180∘− 90∘ − 45∘ = 45∘.

Так как ME  — проведенная к основанию высота прямоугольного равнобедренного треугольника AMO,  то она является и медианой. Тогда OE  =EA,  значит,

AC-= 1+ EA- = 1+ 1= 2
EH      OE

Тогда окончательно получаем EH :AC  = 1:2.

Ответ:

б) 1 :2

Критерии оценки

Содержание критерия

Балл

Имеется верное доказательство утверждения пункта а), и обоснованно получен верный ответ в пункте б)

3

Обоснованно получен верный ответ в пункте б)

2

ИЛИ

имеется верное доказательство утверждения пункта а) и при обоснованном решении пункта б) получен неверный ответ из-за арифметической ошибки

Имеется верное доказательство утверждения пункта а),

1

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

Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше

0

Максимальный балл

3

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 51#91275Максимум баллов за задание: 3

На серединах сторон AB,  BC  и AC  остроугольного треугольника ABC  отмечены точки C1,  A1  и B1  соответственно.

a) Докажите, что окружность, описанная около треугольника AB1C1,  проходит через отличную от A1  точку пересечения описанных окружностей треугольников A1B1C  и A1BC1.

б) Известно, что AC = AB = 13,  BC = 10.  Найдите радиус окружности, описанной около треугольника с вершинами в центрах вписанных окружностей треугольников AB C ,
  1 1  A B  C
  1 1  и A BC  .
  1  1

Источники: ЕГЭ 2024, резервный день

Показать ответ и решение

а) Пусть O  — отличная от A1  точка пересечения окружностей, описанных около треугольников A1B1C  и A1BC1.  Тогда имеем:

pict

PIC

Тогда

∠A1OB1  +∠A1OC1  = 360∘− ∠A1CB1 − ∠A1BC1

Значит,

            ∘
∠B1OC1  =360 − (∠A1OB1 + ∠A1OC1 )=
 = 360∘− (360∘− ∠A1CB1 − ∠A1BC1 )=
        = ∠A1CB1 + ∠A1BC1

Тогда в четырехугольнике AB1OC1  :

∠B1AC1 + ∠B1OC1 = ∠B1AC1 + ∠A1CB1 + ∠A1BC1

Сумма углов треугольника ABC  равна 180∘,  поэтому

∠B1AC1 + ∠A1CB1 + ∠A1BC1 = 180∘

Таким образом, сумма противоположных углов четырехугольника AB1OC1  равна 180∘,  следовательно, он вписанный. Значит, описанная окружность треугольника AB1C1  проходит через точку O  пересечения описанных окружностей треугольников A1B1C  и A1BC1.

б) Пусть IA  — центр вписанной окружности треугольника AB1C1,  IB  — центр вписанной окружности треугольника A1BC1,  IC  — центр вписанной окружности треугольника A1B1C.

Кроме того, A1B1,  B1C1,  A1C1  — средние линии треугольника ABC.  Тогда имеем:

pict

PIC

Значит, треугольники AB1C1,  C1A1B,  B1CA1  равны по трем сторонам. В равных треугольниках соответственные элементы равны, поэтому AIA = C1IB  и ∠IAAC1 = ∠IBC1B.  Тогда отрезки AIA  и C1IB  равны и параллельны. Следовательно, AIAIBC1  — параллелограмм. Тогда

I I = AC  = 1AB.
 A B     1  2

Аналогично докажем, что IAIC = 1AC
      2  и IBIC = 1BC.
       2

Тогда треугольник I I I
 A B C  подобен треугольнику ABC  с коэффициентом 1
2 .  Значит, радиус описанной окружности △ IAIBIC  в 2 раза меньше радиуса описанной окружности △ ABC.

По условию в треугольнике ABC  стороны AB  и AC  равны, то есть он равнобедренный. Косинус угла при основании равнобедренного треугольника равен отношению половины основания к боковой стороне, поэтому

        1
cos∠B = -2BC = -5.
        AB    13

Тогда получаем

        ∘ ---------- ∘ -------
sin∠B =   1− cos2∠B =   1− -25-=  12-.
                          169   13

Значит, по теореме синусов для треугольника ABC  с радиусом R  описанной окружности:

--AC--= 2R
sin∠B
 R = -13--
     2⋅ 1123
      169
  R = 24-

Тогда радиус описанной окружности треугольника IAIBIC  равен    169
r =-48-.

Ответ:

б) 169-
48

Критерии оценки

Содержание критерия

Балл

Имеется верное доказательство утверждения пункта а), и обоснованно получен верный ответ в пункте б)

3

Обоснованно получен верный ответ в пункте б)

2

ИЛИ

имеется верное доказательство утверждения пункта а) и при обоснованном решении пункта б) получен неверный ответ из-за арифметической ошибки

Имеется верное доказательство утверждения пункта а),

1

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

Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше

0

Максимальный балл

3

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 52#91276Максимум баллов за задание: 3

На серединах сторон AB,  BC  и AC  треугольника ABC  с тупым углом A  отмечены точки C1,  A1  и B1  соответственно.

a) Докажите, что окружность, описанная около треугольника AB1C1,  проходит через отличную от A1  точку пересечения описанных окружностей треугольников A1B1C  и A1BC1.

б) Известно, что AB = AC = 10  и BC = 16.  Найдите радиус окружности, описанной около треугольника с вершинами в центрах вписанных окружностей треугольников AB C ,
  1 1  A B  C
  1 1  и A BC  .
  1  1

Источники: ЕГЭ 2024, резервный день

Показать ответ и решение

а) Пусть O  — отличная от A1  точка пересечения окружностей, описанных около треугольников A1B1C  и A1BC1.  Тогда имеем:

pict

PIC

Тогда

∠A1OB1 + ∠A1OC1 = ∠C1OB1

Значит, в четырехугольнике AB  OC  :
   1   1

∠B1AC1 + ∠C1OB1 = ∠B1AC1 + ∠A1CB1 + ∠A1BC1 = 180∘

Таким образом, сумма противоположных углов четырехугольника AB1OC1  равна    ∘
180 ,  следовательно, он вписанный. Значит, описанная окружность треугольника AB C
  1 1  проходит через точку O  пересечения описанных окружностей треугольников A1B1C  и A1BC1.

б) Пусть IA  — центр вписанной окружности треугольника AB1C1,  IB  — центр вписанной окружности треугольника A1BC1,  IC  — центр вписанной окружности треугольника A1B1C.

Кроме того, A1B1,  B1C1,  A1C1  — средние линии треугольника ABC.  Тогда имеем:

pict

PIC

Значит, треугольники AB1C1,  C1A1B,  B1CA1  равны по трем сторонам. В равных треугольниках соответственные элементы равны, поэтому AIA = C1IB  и ∠IAAC1 = ∠IBC1B.  Тогда отрезки AIA  и C1IB  равны и параллельны. Следовательно, AIAIBC1  — параллелограмм. Тогда

IAIB = AC1 = 1AB.
            2

Аналогично докажем, что IAIC = 1AC
      2  и IBIC = 1BC.
       2

Тогда треугольник IAIBIC  подобен треугольнику ABC  с коэффициентом 1
2 .  Значит, радиус описанной окружности △ IAIBIC  в 2 раза меньше радиуса описанной окружности △ ABC.

По условию в треугольнике ABC  стороны AB  и AC  равны, то есть он равнобедренный. Косинус угла при основании равнобедренного треугольника равен отношению половины основания к боковой стороне, поэтому

        1
cos∠B  = 2BC-= -8 = 4.
        AB    10   5

Тогда получаем

                     ∘ ------
        ∘------2---       16   3
sin ∠B =  1 − cos ∠B =  1− 25 = 5.

Значит, по теореме синусов для треугольника ABC  с радиусом R  описанной окружности:

--AC--= 2R
sin∠B
 R = -10-
     2 ⋅ 35
      25
  R = -3

Тогда радиус описанной окружности треугольника IAIBIC  равен    25
r =-6 .

Ответ:

б) 25
6

Критерии оценки

Содержание критерия

Балл

Имеется верное доказательство утверждения пункта а), и обоснованно получен верный ответ в пункте б)

3

Обоснованно получен верный ответ в пункте б)

2

ИЛИ

имеется верное доказательство утверждения пункта а) и при обоснованном решении пункта б) получен неверный ответ из-за арифметической ошибки

Имеется верное доказательство утверждения пункта а),

1

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

Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше

0

Максимальный балл

3

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 53#91746Максимум баллов за задание: 3

В треугольнике ABC  сторона AC = 6.  Точки E  и F  — середины сторон AB  и BC  соответственно. Отрезок EF  касается окружности, вписанной в треугольник ABC.

а) Докажите, что периметр треугольника ABC  равен 24.

б) Найдите площадь четырехугольника AEF C,  если           ∘
∠ACB  = 90 .

Источники: ЕГЭ 2024, пересдача, Центр

Показать ответ и решение

а) Пусть AB = 2c  и BC = 2a.  По условию E  — середина AB,  поэтому AE = BE  =c.  Также F  — середина BC,  поэтому BF = CF = a.  Тогда EF  — средняя линия треугольника ABC,  параллельная AC,  следовательно, EF  = 3.

PIC

Отрезок EF  касается вписанной окружности треугольника ABC,  поэтому четырехугольник AEF C  — описанный, следовательно, суммы его противоположных сторон равны:

AE + F C = EF + AC

    c+ a= 3 +6
      a+ c= 9

Таким образом, периметр треугольника ABC  равен

PABC = 2a+ 6+ 2c= 2(a+ c)+ 6= 2⋅9+ 6= 24

б) По условию           ∘
∠ACB  = 90 .  Тогда запишем теорему Пифагора для △ ABC :

    2     2     2
  AC + BC  = AB
    62 +4a2 = 4c2
    36 = 4c2− 4a2
36= (2c− 2a)(2c+ 2a)

В предыдущем пункте мы доказали, что

a +c = 9  ⇒   2a+ 2c= 18.

Следовательно,

36= (2c− 2a)(2c+ 2a)

  36= (2c− 2a)⋅18
     2c− 2a = 2

Имеем систему уравнений:

{                {             {
 2a+ 2c= 18  ⇔     2a= 8   ⇔    a = 4
 2c− 2a= 2         2c= 10       c = 5

PIC

Тогда можем найти площадь прямоугольной трапеции AEF C :

SAEFC =  EF-+AC--⋅FC = 3+-6 ⋅4 = 18.
            2           2
Ответ:

б) 18

Критерии оценки

Содержание критерия

Балл

Имеется верное доказательство утверждения пункта а), и обоснованно получен верный ответ в пункте б)

3

Обоснованно получен верный ответ в пункте б)

2

ИЛИ

имеется верное доказательство утверждения пункта а) и при обоснованном решении пункта б) получен неверный ответ из-за арифметической ошибки

Имеется верное доказательство утверждения пункта а),

1

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

Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше

0

Максимальный балл

3

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 54#91747Максимум баллов за задание: 3

В треугольнике ABC  сторона AC = 4.  Точки E  и F  — середины сторон AB  и BC  соответственно. Отрезок EF  касается окружности, вписанной в треугольник ABC.

а) Докажите, что периметр треугольника ABC  равен 16.

б) Найдите площадь четырехугольника AEF C,  если           ∘
∠ACB  = 90 .

Источники: ЕГЭ 2024, пересдача, Центр

Показать ответ и решение

а) Пусть AB = 2c  и BC = 2a.  По условию E  — середина AB,  поэтому AE = BE  =c.  Также F  — середина BC,  поэтому BF = CF = a.  Тогда EF  — средняя линия треугольника ABC,  параллельная AC,  следовательно, EF  = 2.

PIC

Отрезок EF  касается вписанной окружности треугольника ABC,  поэтому четырехугольник AEF C  — описанный, следовательно, суммы его противоположных сторон равны:

AE + F C = EF + AC

    c+ a= 2 +4
      a+ c= 6

Таким образом, периметр треугольника ABC  равен

PABC = 2a+ 4+ 2c= 2(a+ c)+ 4= 2⋅6+ 4= 16

б) По условию           ∘
∠ACB  = 90 .  Тогда запишем теорему Пифагора для △ ABC :

    2     2     2
  AC + BC  = AB
    42 +4a2 = 4c2
    16 = 4c2− 4a2
16= (2c− 2a)(2c+ 2a)

В предыдущем пункте мы доказали, что

a +c = 6  ⇒   2a+ 2c= 12.

Следовательно,

16= (2c− 2a)(2c+ 2a)

  16= (2c− 2a)⋅12
     2c − 2a = 4
             3

Имеем систему уравнений:

(                (|     16       (|    8
{2a+ 2c= 12  ⇔   { 2a= -3   ⇔   {a = 3
(2c− 2a= 4       |( 2c= 20       |(c = 10
         3              3            3

PIC

Тогда можем найти площадь прямоугольной трапеции AEF C :

SAEFC = EF-+-AC-⋅FC = 2+-4 ⋅ 8= 8.
           2            2   3
Ответ:

б) 8

Критерии оценки

Содержание критерия

Балл

Имеется верное доказательство утверждения пункта а), и обоснованно получен верный ответ в пункте б)

3

Обоснованно получен верный ответ в пункте б)

2

ИЛИ

имеется верное доказательство утверждения пункта а) и при обоснованном решении пункта б) получен неверный ответ из-за арифметической ошибки

Имеется верное доказательство утверждения пункта а),

1

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

Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше

0

Максимальный балл

3

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 55#91748Максимум баллов за задание: 3

На сторонах BC  и CD  квадрата ABCD  отмечены точки K  и E  соответственно. Известно, что AK  =3,  KE = 2,       √ --
AE =   13.

a) Докажите, что углы ∠BAK  и ∠CKE  равны.

б) Найдите площадь квадрата ABCD.

Источники: ЕГЭ 2024, пересдача, Центр

Показать ответ и решение

а) Рассмотрим треугольник AKE.  В нем AK  =3,  KE  = 2,       √--
AE =  13.  Тогда имеем:

   2     2   2   2            (√ -)2     2
AK  + KE  = 3 + 2 = 9+ 4= 13=    13   = AE .

Значит, по теореме, обратной теореме Пифагора, треугольник AKE  — прямоугольный с прямым углом K.

PIC

Далее, все углы квадрата прямые. Рассмотрим прямоугольный треугольник ABK.  Сумма его острых углов равна 90∘,  то есть

∠BAK  + ∠BKA  =90∘.

Рассмотрим развернутый угол BKC.  Он равен 180∘,  поэтому

∠BKA  + ∠AKE  + ∠CKE  = 180∘.

Ранее мы доказали, что           ∘
∠AKE  = 90,  значит,

∠BKA  + ∠CKE  =90∘.

Тогда получаем

∠BAK  + ∠BKA  = 90∘ = ∠BKA + ∠CKE
   ∠BAK  +∠BKA  = ∠BKA  + ∠CKE
          ∠BAK  = ∠CKE

Что и требовалось доказать.

б) Рассмотрим треугольники ABK  и KCE.  В них ∠ABK  = 90∘ = ∠KCE  и ∠BAK  = ∠CKE.  Значит, эти треугольники подобны по двум углам. Запишем отношение подобия:

AB-= -AK-= 3.
KC   KE    2

Пусть AB  =3x,  тогда KC = 2x.  Так как ABCD  — квадрат, то BC  =AB  =3x.  Значит,

BK  = BC − KC = 3x− 2x =x.

PIC

Запишем теорему Пифагора для прямоугольного треугольника ABK  :

   2     2     2
AB  + BK  = AK
   9x2+ x2 = 9
     10x2 = 9

     x2 =-9
         10

Тогда так как ABCD  — квадрат, то имеем

           2    2  81
SABCD = AB  = 9x = 10.
Ответ:

б) 81
10

Критерии оценки

Содержание критерия

Балл

Имеется верное доказательство утверждения пункта а), и обоснованно получен верный ответ в пункте б)

3

Обоснованно получен верный ответ в пункте б)

2

ИЛИ

имеется верное доказательство утверждения пункта а) и при обоснованном решении пункта б) получен неверный ответ из-за арифметической ошибки

Имеется верное доказательство утверждения пункта а),

1

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

Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше

0

Максимальный балл

3

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 56#91749Максимум баллов за задание: 3

На сторонах BC  и CD  квадрата ABCD  отмечены точки K  и E  соответственно. Известно, что AK  =3,  KE = 1,       √ --
AE =   10.

а) Докажите, что BK :CE = 3 :1.

б) Найдите площадь квадрата ABCD.

Источники: ЕГЭ 2024, пересдача, Центр

Показать ответ и решение

а) Рассмотрим треугольник AKE.  В нем AK  = 3,  KE = 1,       √ --
AE =   10.  Тогда

   2     2   2   2            (√ -)2     2
AK  + KE  = 3 + 1 = 9+ 1= 10=    10   = AE .

Значит, по теореме, обратной теореме Пифагора, треугольник AKE  — прямоугольный с прямым углом K.

PIC

Далее, все углы квадрата прямые. Рассмотрим прямоугольный треугольник ABK.  Сумма его острых углов равна 90∘,  то есть

∠BAK  + ∠BKA  =90∘.

Рассмотрим развернутый угол BKC.  Он равен 180∘,  поэтому

∠BKA  + ∠AKE  + ∠CKE  = 180∘.

Ранее мы доказали, что           ∘
∠AKE  = 90,  значит,

∠BKA  + ∠CKE  =90∘.

Тогда получаем

∠BAK  + ∠BKA  = 90∘ = ∠BKA + ∠CKE
   ∠BAK  +∠BKA  = ∠BKA  + ∠CKE
          ∠BAK  = ∠CKE

Рассмотрим треугольники ABK  и KCE.  В них ∠ABK  = 90∘ = ∠KCE  и ∠BAK  = ∠CKE.  Значит, эти треугольники подобны по двум углам. Запишем отношение подобия:

AB-=  BK-= AK--= 3.
KC    CE   KE    1

Что и требовалось доказать.

б) Пусть AB = 3x,  тогда KC = x.  Так как ABCD  — квадрат, то BC  =AB  =3x.  Значит,

BK  = BC − KC = 3x− x = 2x.

PIC

Запишем теорему Пифагора для прямоугольного треугольника ABK  :

   2     2     2
AB  + BK  = AK
   9x2+ 4x2 = 9
     13x2 = 9

     x2 =-9
         13

Тогда так как ABCD  — квадрат, то имеем

           2    2  81
SABCD = AB  = 9x = 13.
Ответ:

б) 81
13

Критерии оценки

Содержание критерия

Балл

Имеется верное доказательство утверждения пункта а), и обоснованно получен верный ответ в пункте б)

3

Обоснованно получен верный ответ в пункте б)

2

ИЛИ

имеется верное доказательство утверждения пункта а) и при обоснованном решении пункта б) получен неверный ответ из-за арифметической ошибки

Имеется верное доказательство утверждения пункта а),

1

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

Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше

0

Максимальный балл

3

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 57#63299Максимум баллов за задание: 3

Прямая, перпендикулярная стороне AD  ромба ABCD,  пересекает его диагональ AC  в точке M,  а диагональ BD  в точке N,  причем AM  :MC  =1 :2,  BN  :ND = 1 :3.

а) Докажите, что            1
cos∠BAD  = 5.

б) Найдите площадь ромба, если MN  = 5.

Показать ответ и решение

а) Пусть прямая из условия пересекает AD  в точке E,  а BC  — в точке F;  пусть O  — точка пересечения диагоналей ромба. Опустим высоту BH  на AD.

Заметим, что AO = OC.  Тогда AM :OM  = 2:1.

Так как BN  :ND = 1:3,  а BO = OD,  то N  — середина BO.

Запишем теорему Менелая для треугольника AOD  и прямой NE  :

OM--⋅ AE-⋅ DN-= 1 ⇒    DE-= OM--⋅ DN-= 1 ⋅ 3= 3
MA   ED   NO           AE   MA   NO    2  1   2

По теореме о пропорциональных отрезках для угла BDH  и параллельных прямых NE  и BH  (так как эти прямые перпендикулярны AD  ) получаем

DE   DN    3
EH-= NB--= 1.

Таким образом, EH  в два раза меньше EA.  Значит, AD = 5AH.  Но в ромбе AB = AD,  тогда

           AH    1
cos∠BAD  = AB-=  5.

PIC

б) Диагонали ромба делят его углы пополам, поэтому

∠OAD  = 1∠BAD.
        2

Прямоугольные треугольники AOD  и NED  подобны по двум углам: прямому и общему. Тогда

                1
∠END  = ∠OAD  = 2∠BAD.

Значит, так как           ∘
∠OAD  < 90 ,  то по формуле двойного угла

          ∘ cos∠BAD--+-1  ∘ ---
cos∠OAD  =   -----2------=   0,6.

Тогда

sin∠OAD  = ∘1-−-cos2∠OAD--= ∘0,4.

Значит,

NO = MN ∘0,6,  MO  = MN ∘0,4.

Мы знаем, что BD  = 4NO,  AC = 6MO.  Тогда

        1                       ∘--- ∘ ---       ∘------    √ -
SABCD = 2BD ⋅AC  = 12NO ⋅MO  =12⋅5 0,6⋅5  0,4 =12⋅5⋅5⋅ 0,6⋅0,4 =60  6
Ответ:

б) 60√6-

Критерии оценки

Содержание критерия

Балл

Имеется верное доказательство утверждения пункта а) и обоснованно получен верный ответ в пункте б)

3

Обоснованно получен верный ответ в пункте б)

2

ИЛИ

имеется верное доказательство утверждения пункта а) и при обоснованном решении пункта б) получен неверный ответ из-за арифметической ошибки

Имеется верное доказательство утверждения пункта а),

1

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

Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше

0

Максимальный балл

3

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 58#63300Максимум баллов за задание: 3

Дана равнобедренная трапеция ABCD  с основаниями AD  и BC.  Биссектрисы углов BAD  и BCD  пересекаются в точке O.  Точки M  и N  отмечены на боковых сторонах AB  и CD  соответственно. Известно, что AM  = MO,  CN  = NO.

а) Докажите, что точки M,  N  и O  лежат на одной прямой.

б) Найдите AM :MB,  если известно, что AO = OC  и BC  :AD = 1:7.

Источники: ЕГЭ 2023, основная волна, Сибирь

Показать ответ и решение

а) Так как AO  — биссектриса угла BAD,  то ∠BAO  = ∠OAD.  По условию AM  = MO,  значит, треугольник AMO  — равнобедренный. Тогда ∠MAO   =∠MOA.  Таким образом,

∠DAO  = ∠BAO  = ∠MOA

Тогда накрест лежащие углы, образованные прямыми MO  и AD  и секущей AO,  равны. Значит, MO  ∥AD.

PIC

Так как CO  — биссектриса угла BCD,  то ∠BCO  = ∠OCD.  По условию CN = NO,  значит, треугольник CNO  — равнобедренный. Тогда ∠NCO  = ∠NOC.  Таким образом,

∠BCO = ∠DCO  = ∠NOC

Тогда накрест лежащие углы, образованные прямыми NO  и BC  и секущей CO,  равны. Значит, NO  ∥BC.

Тогда, так как ABCD  — трапеция, то MO ∥ NO.  Поскольку эти прямые проходят через точку O,  то точки M,  N  и O  лежат на одной прямой. Что и требовалось доказать.

б) Заметим, что

∠BAD  +∠BCD  = 180∘

∠OAD  + ∠OCB  = 90∘

Опустим из точки O  перпендикуляры OP  и OQ  на прямые AD  и BC  соответственно. Тогда OP ⊥ MN.  Значит,

∠P OA = ∠P OM − ∠MOA  =

  = 90∘− ∠OAD  = ∠OCB

Тогда прямоугольные треугольники AOP  и OCQ  равны по гипотенузе и острому углу, так как AO = CO  и ∠P OA = ∠OCQ.  Тогда AP = OQ,  OP = CQ.

По пункту а) имеем MN  ∥AD  и MN  ∥BC.  Тогда по обобщенной теореме Фалеса для прямых AB  и PQ  и секущих BQ,  MO  и AP :

AM    P O   PO
MB--= OQ- = AP-= tg∠P AO

PIC

Найдем величину

tg2∠P AO = tg∠BAD  = tg∠CDA

Пусть CH  — высота трапеции. Тогда

         -CH-
tg∠CDA  = DH

Пусть AD  = 7a,  BC = a.  Так как трапеция ABCD  — равнобедренная, то

      AD − BC    7a− a
DH  = ----2--- = --2--= 3a

          AH = 4a

Заметим, что P QCH  — прямоугольник, тогда P H = CQ.  Значит, получаем

CH  = PQ = PO + OQ = CQ + AP =

      =P H + AP = AH = 4a

Тогда имеем:

tg∠CDA  = CH--= 4a = 4
          DH    3a   3

Следовательно,

                     ⌊
 2tg∠P AO     4       tg∠P AO = 1
1−-tg2∠PAO--= 3  ⇒   ⌈          2
                      tg∠P AO = −2

Так как угол ∠P AO  — острый, то получаем искомое отношение

AM  :MB  = 1:2
Ответ:

б) 1 : 2

Критерии оценки

Содержание критерия

Балл

Имеется верное доказательство утверждения пункта а) и обоснованно получен верный ответ в пункте б)

3

Обоснованно получен верный ответ в пункте б)

2

ИЛИ

имеется верное доказательство утверждения пункта а) и при обоснованном решении пункта б) получен неверный ответ из-за арифметической ошибки

Имеется верное доказательство утверждения пункта а),

1

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

Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше

0

Максимальный балл

3

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 59#63301Максимум баллов за задание: 3

Дана равнобедренная трапеция ABCD  с основаниями AD  и BC,  где AD  >BC.  Биссектрисы углов BAD  и BCD  пересекаются в точке O.  Через точку O  провели прямую, параллельную основаниям, которая пересекла боковые стороны AB  и CD  в точках M  и N  соответственно.

а) Докажите, что MN  = AB.

б) Найдите BC :AD,  если известно, что AO = OC  и AM  :MB  = 2:3.

Источники: ЕГЭ 2023, основная волна, Татарстан

Показать ответ и решение

а) По условию MN  ∥BC.  Тогда MBCN  — трапеция. С другой стороны, трапеция ABCD  — равнобедренная, тогда

∠MBC   = ∠ABC  =∠DCB  = ∠NCB

Значит, MBCN  — равнобедренная трапеция, то есть MB  =CN.

Также из параллельности MN  и BC  следует, что накрест лежащие углы BCO  и NOC,  образованные секущей CO,  равны. Значит,

∠NOC  = ∠BCO  = ∠NCO.

PIC

Таким образом, в треугольнике CNO  равны углы при стороне CO.  Значит, он равнобедренный и CN  =NO.

Из параллельности MN  и AD  следует, что накрест лежащие углы DAO  и MOA,  образованные секущей AO,  равны. Значит,

∠MOA  = ∠DAO  = ∠MAO.

Таким образом, в треугольнике AMO  равны углы при стороне AO.  Значит, он равнобедренный и AM  = MO.

Таким образом,

AB  = AM + MB  = AM + CN = MO  + NO = MN.

б) Заметим, что

                  ∘                        ∘
∠BAD  + ∠BCD  = 180   ⇒   ∠OAD + ∠OCB  = 90 .

Опустим из точки O  перпендикуляры OP  и OQ  на AD  и BC  соответственно. Тогда OP ⊥ MN.  Значит,

                          ∘
∠P OA = ∠P OM − ∠MOA  = 90 − ∠OAD  = ∠OCB

Тогда прямоугольные треугольники AOP  и OCQ  равны по гипотенузе и острому углу, так как AO = CO  и ∠P OA = ∠OCQ.  Тогда AP = OQ,  OP = CQ.

По пункту а) MN  ∥AD  и MN  ∥BC.  Тогда по теореме Фалеса для прямых AB  и P Q  и секущих BQ,  MO  и AP  :

2 = AM--= PO-= P-O = tg ∠PAO.
3   MB    OQ   AP

Значит, ∠PAO < 45∘.  Таким образом, ∠BAD  < 90∘.  Тогда AD  — большее основание.

PIC

Найдем tg2∠PAO  =tg∠BAD  = tg∠CDA  :

           -2tg∠P-AO---  --43--  4 9   12
tg2∠P AO = 1− tg2∠PAO  = 1− 49 = 3 ⋅5 = 5

Таким образом,

          12
tg∠CDA  = -5

Пусть P O =2a,  OQ = 3a.  Тогда AP = OQ  =3a,  CQ  = PO = 2a,  P Q= 5a.  При этом PQ  — высота трапеции. Пусть CH  — высота трапеции из точки C.  Тогда CH  = PQ = 5a.

Из прямоугольного треугольника CHD  :

12                      -CH-
 5 = tg ∠CDA = tg∠CDH  = DH  .

Значит,

      5CH    25a
DH  = -12- = 12-.

Заметим, что P QCH  — прямоугольник, тогда P H = CQ.  Значит,

AH  = AP +P H = 3a+ 2a= 5a.

Таким образом,

                    25a-  85a
AD = AH + DH  =5a + 12 =  12 .

Так как трапеция ABCD  — равнобедренная, то

      AD − BC
DH  = ---2----

Следовательно,

                (     25a )    25a       25a  60a− 25a   35a
BC = AD − 2DH =  5a + 12- − 2⋅-12 = 5a− 12-= ---12--- = 12-

Тогда

      35a
BC- = -12-=  35-= -7
AD    8512a   85   17
Ответ:

б) 7-
17

Критерии оценки

Содержание критерия

Балл

Имеется верное доказательство утверждения пункта а) и обоснованно получен верный ответ в пункте б)

3

Обоснованно получен верный ответ в пункте б)

2

ИЛИ

имеется верное доказательство утверждения пункта а) и при обоснованном решении пункта б) получен неверный ответ из-за арифметической ошибки

Имеется верное доказательство утверждения пункта а),

1

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

Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше

0

Максимальный балл

3

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 60#63302Максимум баллов за задание: 3

Дан равносторонний треугольник ABC.  На его стороне AC  отмечена точка M.  Серединный перпендикуляр к отрезку BM  пересекает стороны AB  и BC  в точках E  и K  соответственно.

а) Докажите, что угол AEM  равен углу CMK.

б) Найдите отношение площадей треугольников AEM  и CMK,  если AM  :MC  = 1:4.

Показать ответ и решение

а) Треугольник ABC  — равносторонний, поэтому все его углы равны   ∘
60 .

Пусть ∠EBM   = α.  Тогда            ∘
∠KBM   = 60 − α.  Точки E  и K  лежат на серединном перпендикуляре к BM,  поэтому BE = ME  и BK = MK.

PIC

Таким образом, треугольники BEM  и BKM  — равнобедренные. Тогда ∠EMB   = ∠EBM  = α,  ∠KMB   = ∠KBM  = 60∘− α.

Заметим, что ∠AEM  — внешний для треугольника BEM,  поэтому

∠AEM  = ∠EBM  + ∠EMB  = 2α.

Аналогично ∠CKM  — внешний для треугольника BKM,  поэтому

∠CKM   = ∠KBM  + ∠KMB   = 120∘ − 2α.

Тогда по сумме углов треугольника CKM

  ∠CMK   =180∘− ∠KCM   − ∠CKM  =
     ∘   ∘      ∘
= 180 − 60  − (120 − 2α )= 2α= ∠AEM.

б) Заметим, что треугольники AEM  и CMK  подобны по двум углам, так как ∠AEM  = ∠CMK  по пункту а), ∠MAE  = ∠KCM   = 60∘.  Тогда

SAEM-= p2, где p = AE-= EM-= AM--.
SCMK             MC    MK    CK

Пусть AB  =BC  = AC = 5x.  Тогда, так как AM  :MC  = 1:4,  то получаем AM  = x,  MC  = 4x.

Пусть BE  = kx.  Тогда EM  = kx,  AE = (5− k)x.

PIC

Запишем теорему косинусов для треугольника AEM   :

  EM2  = AE2 +AM2  − 2 ⋅AE ⋅AM ⋅cos∠EAM;
   2 2        22   2                   ∘
  k x = (5− k)x  +x − 2 ⋅(5− k)x⋅x⋅cos60 ;
k2x2 = 25x2+ k2x2 − 10kx2+ x2− 2⋅(5x2− kx2) ⋅ 1;
                                         2
         0 = 26x2− 10kx2− 5x2+ kx2;
                   2     2
                9kx = 21x ;
                   k = 7
                      3

Тогда       7x
BE  = 3 ,  а               8x-
AE = (5 − k)x= 3 .

Таким образом,

            (    )2  ( 8x)2  (  )2
SAEM- = p2 = -AE-  =   3-   =  2   = 4.
SCMK         MC        4x      3     9
Ответ:

б) 4
9

Критерии оценки

Содержание критерия

Балл

Имеется верное доказательство утверждения пункта а) и обоснованно получен верный ответ в пункте б)

3

Обоснованно получен верный ответ в пункте б)

2

ИЛИ

имеется верное доказательство утверждения пункта а) и при обоснованном решении пункта б) получен неверный ответ из-за арифметической ошибки

Имеется верное доказательство утверждения пункта а),

1

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

Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше

0

Максимальный балл

3
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!