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

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#120662

Высоты BE  и DK  параллелограмма ABCD  пересекаются в точке H.

a) Докажите , что прямые CH  и KE  перпендикулярны;

б) Найдите длину диагонали BD  , если KE = 3,CH  =3,2.

Замечание. Пункт а) выполнен не во всех случаях.

Источники: Курчатов - 2025, 11.3 (см. olimpiadakurchatov.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Давайте заметим, что в условии не указано, на какие стороны опущены высоты. Значит, возможно несколько вариантов. Рассмотрите их. На всех ли картинках действительно будет выполняться эта перпендикулярность?

Подсказка 2

Давайте во втором пункте сначала рассмотрим случай, когда высоты BE и DK опущены на AD и AB. Мы хотим связать BD с KE и CH. Это совсем нетрудно сделать, если вспомнить про наличие подобных треугольников, связанных с ортоцентром, и теорему синусов.

Подсказка 3:

Давайте обозначим ∠BAD через γ. Треугольники △AEK и △ABD подобны. А знаете, с каким коэффициентом? Теорему синусов же стоит применять где-то в окружности (CBHD), там тоже фигурирует угол γ.

Подсказка 4:

Во втором случае ситуация иная. Можно сразу вычислить sin(γ), если поработать с окружностью (CKHE). Если дальше вспомнить про подобие, то задача решится)

Показать ответ и решение

а) Докажем, что в общем случае это неверно. В условии не указаны стороны, на которые опускаются высоты BE  и DK,  а значит, возможны два варианта: либо точки E  и K  лежат соответственно на сторонах AD  и AB,  либо соответственно на сторонах CD  и   CB.  Приведём пример параллелограмма для второго случая, в котором утверждение задачи неверно — пусть       ∘
∠A = 45 ,  AB = 1,      √ -
AD =  2.  Тогда вершина D  совпадает с точками E  и H,  а точка K  является серединой BC.  Очевидно, что тогда угол между CH  и KE  равен   ∘
45 ,  и они не перпендикулярны.

PIC

Замечание. В случае, когда высоты BE  и DK  опущены на стороны AD  и AB,  действительно, всегда будет перпендикулярность между прямыми KE  и CH.

б) Случай 1.  Рассмотрим случай, когда высоты BE  и DK  опущены на стороны AD  и AB.

Пусть ∠BAD = ∠BCD = γ.  Треугольники AKE  и ABD  подобны (их углы равны), следовательно,

KE-= AE-= cosγ
BD   AB

Для треугольника BCD,  вписанного в окружность с диаметром CH,  верна теорема синусов:

-BD-
sinγ = CH

PIC

Подставляя известные значения KE  и CH  получаем:

(|{       BD-
   sinγ = 3,2
|(  cosγ = 3--
         BD

Заменяя BD = x  и подставляя все в выражение тригонометрического тождества, получаем уравнение:

-x2-+ 32= 1
3,22  x2

 4       2
x − 10,24x + 92,16= 0

Полученное квадратное уравнение на x2  не имеет решений, так как его дискриминант меньше нуля. Значит, этот случай невозможен.

Случай 2.  Рассмотрим случай, когда высоты BE  и DK  опущены на стороны CD  и CB.

Для треугольника CKE,  вписанного в окружность с диаметром CH,  верна теорема синусов:

-KE-
sinγ = CH

Таким образом,

      KE-  15
sinγ = CH = 16

Пусть ∠BCD = γ.  Треугольники CKE  и CDB  подобны (их углы равны), следовательно,

KE   CE         ∘-------  √31-
BD-= BC-= cosγ =  1− sin2γ =-16

Подставляя KE = 3  находим:

BD = √48-
       31

PIC

Ответ:

(a) Неверно в общем случае;

(b) -48-
√31

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!