Тема . Окружности

Вписанные углы и счёт углов в окружности

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

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#122408

Высоты AA ,BB ,CC
  1   1   1  остроугольного треугольника ABC  пересекаются в точке H.  Биссектриса угла CBH  пересекает отрезок  CH  в точке X,  биссектриса угла BCH  пересекает отрезок BH  в точке Y.  Обозначим величину угла XA1Y  через α.  Аналогично определим β  и γ.  Найдите значение суммы α+ β+ γ.

Источники: ММО - 2025, первый день, 11.5(см. mmo.mccme.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Идея решения такая. Каждый из этих трёх углов — сумма углов, которые образуют его стороны с высотой. Давайте разобьём эти уголки на пары, чтобы в каждой сумма углов была 90°.

Подсказка 2

Пусть биссектрисы углов ABH и BCH пересекают AH в P и Q. Докажите, что углы PC₁H и AB₁Q равны. Для остальных пар будет аналогично.

Подсказка 3

Пусть K и L — точки пересечения описанных треугольников BHP И CHQ с AB и AC. Попробуйте доказать, что четырёхугольники KBHP и LCHQ подобны. Тогда диагонали C₁P и QB₁ буду образовывать равные углы со сторонами AB и AC.

Подсказка 4

Чтобы доказать из подобие, докажите подобие их элементов -—треугольников KPH и HQL, а также KC₁H и HB₁L.

Показать ответ и решение

PIC

Обозначим точки пересечения биссектрис углов ABH  и ACH  с отрезком AH  через P  и Q  соответственно. Докажем, что

∠PC1H = ∠AB1Q =90∘− ∠QBH.

Из этого будет следовать решение задачи — сумма из условия разбивается на три пары углов с суммой 90∘ , то есть искомая сумма будет равна 270∘.

PIC

Первый способ. Так как ∠ABH = ∠ACH,  то и ∠ABP = ∠HCQ,  поэтому

∠BPA1 = ∠ABP +∠BAP  =∠HCQ  + ∠BCH = ∠BCQ.

Следовательно, прямоугольные треугольники BP A1  и QCA1  подобны по двум углам, поэтому

BPAA1-= QAA1C-⇔ BA1 ⋅A1C = PA1 ⋅QA1 (1)
   1   1

Как известно, треугольники A1BC1  и A1B1C  подобны треугольнику ABC,  а, следовательно, подобны друг другу. Отсюда

BA1-= B1A1-⇔ BA1 ⋅A1C = B1A1⋅A1C1 (2)
A1C1   A1C

Из равенств (1) и (2) следует, что

PA  ⋅QA  = B A ⋅A C ⇔  PA1-= B1A1-.
  1    1   1 1  1 1   A1C1   QA1

Как известно, ∠C1A1P = ∠B1A1Q,  поэтому треугольники P C1A1  и B1QA1  подобны по углу и отношению прилежащих сторон, откуда ∠A1C1P =∠A1QB1.  Тогда

∠PC1H = ∠A1C1P − ∠A1C1C = ∠A1QB1− ∠A1AC = ∠AB1Q,

что и требовалось доказать.

PIC

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Второй способ. Пусть   ′
Q — точка, изогонально сопряжённая Q  относительно треугольника B1CH.  Так как

     ′
∠ACQ  = ∠ACQ = ∠C1BP  и  ∠QHC1 =∠QHB1  =∠P HB1,

то точки P  и Q′ — соответствующие точки в подобных треугольниках BC  H
   1  и CB H.
   1  Тогда ∠AB Q′ = ∠HB Q′ = ∠HC P,
   1        1       1  что и требовалось доказать.

PIC

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Третий способ. Пусть K  и L  — точки пересечения описанных окружностей треугольников BHP  и CHQ  с прямыми AB  и  AC  соответственно. Так как четырёхугольник BHP K  вписанный, то

∠PKH = ∠PBH  =∠P BK = ∠PHK.

Так как четырёхугольник CHQL  вписанный, то

∠QLH  =∠QCH  = ∠QCL =∠QHL.

Таким образом, треугольники KPH  и HQL  подобны по двум углам. Поскольку четырёхугольник BHP K  вписанный, то ∠BKP  = ∠QHB1,  поэтому

∠C1KH = ∠BKP − ∠HKP  =∠QHB1 − ∠QHL = ∠LHB1.

Таким образом, прямоугольные треугольники KC1H  и HB1L  подобны по двум углам. На гипотенузах KH  и HL  подобных треугольников KC1H  и HB1L  построены соответствующим образом подобные треугольники KP H  и HQL.  Следовательно, полученные четырёхугольники C1HP K  и B1LQH  подобны. Тогда диагонали C1P  и B1Q  образуют одинаковые углы с соответствующими сторонами C1H  и B1L,  то есть ∠PC1H =∠QB1L,  что и требовалось доказать.

PIC

Ответ:

 270∘

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!