Тема 17. Задачи по планиметрии

17.03 Задачи формата ЕГЭ

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

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#19110

Дан треугольник ABC  с тупым углом B.  В нем проведены высоты AA1  и BB1,  продолжения которых пересекаются в точке H,  то есть ортоцентр лежит вне треугольника. Радиус описанной окружности треугольника ABC  равен 6, cos∠BAC = 13  и AB = 3.

а) Докажите, что B1C :AB1 =2√30.

б) Найдите AA1  и CH.

Показать ответ и решение

а) Рассмотрим △ ABB1.  В нем           ∘
∠AB1B = 90 ,  так как BB1  — высота треугольника ABC  по условию. Также cos∠BAB1  = 13  и AB = 3.  Тогда мы можем найти катет AB1 :

                       1
AB1 = AB cos∠BAB1 = 3⋅ 3 = 1

PIC

Теперь напишем теорему синусов для треугольника ABC,  учитывая, что радиус описанной окружности треугольника  ABC  равен 6 по условию:

--AB----   --BC----
sin∠BCA  =  sin∠BAC  = 2R = 12

Тогда мы можем найти сторону BC  , если вычислим синус угла BAC.  Заметим, что BAC  — угол треугольника, поэтому он меньше 180∘,  а его синус положителен. Воспользуемся основным тригонометрическим тождеством и найдем sin∠BAC  > 0:

                                       ∘ --------   √ -
  2          2                              ( 1)2  2--2
sin ∠BAC  + cos∠BAC  = 1  ⇒   sin ∠BAC =   1−   3  =   3

Теперь найдем длину стороны BC  :

   BC                                   2√2    √-
sin-∠BAC- =12   ⇒   BC = 12⋅sin∠BAC  = 12⋅-3--= 8 2

PIC

Рассмотрим треугольник BCB1.  Он прямоугольный, поэтому зная cos∠B1CB  и длину BC  мы можем найти длину  B1C.  Найдем sin ∠B1CB :

--AB----= 12  ⇒   sin∠BCA  = AB- = 3-=  1
sin∠BCA                       12   12   4

Воспользовавшись основным тригонометрическим тожедеством, мы можем найти cos∠BCA  :

   2          2                 2           1    15
sin ∠BCA + cos ∠BCA  =1   ⇒   cos ∠BCA  = 1− 16 = 16-

Определим знак косинуса угла BCA.  Заметим, что 0∘ <∠BCA  < ∠BAC  < 90∘,  так как AB < BC.  На области определения [0; π2]  косинус убывает, поэтому cos∠BCA  > cos∠BAC  = 13 > 0,  поэтому

           ∘ --- √ --                              - √--     --
cos∠BCA  =   15= --15  ⇒   B1C = BC ⋅cos∠BCB1 = 8√ 2⋅-15-= 2√30  ⇒
             16    4                √ --              4
                             B1C-  2--30   √--
                         ⇒   AB1 =   1  = 2 30

б) Рассмотрим треугольник AA1C.  В нем ∠AA1C  = 90∘,  так как AA1  — высота треугольника ABC.  Тогда имеем:

sin∠A1CA  = AA1-  ⇒   AA1 = AC ⋅sin∠A1CA  = (AB1 + B1C)⋅sin∠BCA  =
           AC                           √--
                    = (1+ 2√30)⋅ 1 = 1+-2-30
                                4      4

PIC

Рассмотрим четырехугольник AA1BB1.  Сумма его противоположных углов равна

                  ∘    ∘     ∘
∠AA1B + ∠AB1B = 90 + 90 = 180

Значит, четырехугольник AA1BB1  является вписанным. Тогда углы, которые опираются на его сторону BB1  равны, то есть ∠BAB1  = ∠BA1B1.

PIC

Рассмотрим четырехугольник A1HCB1.  В нем углы CA1H  и CB1H  равны   ∘
90 и опираются на одну сторону CH,  следовательно, четырехугольник A1HCB1  является вписанным. Тогда углы, которые опираются на его сторону B1C  равны, то есть ∠B1A1C  =∠B1HC,  следовательно,

                                                                     2√2
∠BAC  = ∠BAB1  = ∠BA1B1 = ∠B1A1C = ∠B1HC    ⇒   sin∠BAC  = sin∠B1HC  = -3--

PIC

Заметим, что △ B1HC  является прямоугольным с гипотенузой CH,  значит,

                                        √--    √--
sin∠B1HC  = B1C-  ⇒   CH = ---B1C--- = 2√30-= 3√30-= 3√15-
            CH             sin∠B1HC     232     2

PIC

Ответ:

б)       1-+2√30-       √ --
AA1 =     4   , CH =3  15

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

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!