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#128710

На отрезке XY  как на диаметре построена полуокружность и выбрана произвольная точка Z  на этом отрезке. Девять лучей из точки    Z  делят развернутый угол XZY  на 10 равных частей и пересекают полуокружность в точках A1,  A2,  …, A9  соответственно (в порядке обхода от X  к Y  ). Докажите, что сумма площадей треугольников A2ZA3  и A7ZA8  равна площади четырехугольника A2A3A7A8.

Источники: ВСОШ, РЭ, 2024, 11.4 (см. olympiads.mccme.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1.

Подступиться к площадям из условия сложно, в таких задачах зачастую помогает прибавлять и вычитать области из обеих частей, чтобы получить что-то приятное.

Подсказка 2.

Избавимся от площади четырёхугольника и суммы площадей в одной из частей, сведя всё к равенству двух треугольников.

Подсказка 3.

Требуется доказать, что площади треугольников ZA₂A₈ и ZA₃A₇ равны. Какие формулы могут нам помочь?

Подсказка 4.

Сумма углов при вершине Z равна 180°, поэтому хотим доказать, что ZA₂⋅ZA₈=ZA₃⋅ZA₇.

Подсказка 5.

Надо доказать что-то про произведения отрезков, у каждого из которых один конец лежит на окружности. Это напоминает степени точек.

Подсказка 6.

Отразите картинку относительно XY.

Показать доказательство

Покажем, что S(A ZA )= S(A ZA ).
   2  8      3  7  Требуемое в условии равенство получается вычитанием из обеих частей этого равенства площади серого треугольника с вершиной в точке Z,  а также добавлением площадей двух серых треугольников, примыкающих к хордам A2A3  и A7A8  (см. рис.).

PIC

Заметим, что

∠A2ZA8+ ∠A3ZA7 = 6-⋅180∘+ -4⋅180∘ = 180∘,
                 10       10

поэтому синусы этих углов равны. Поэтому достаточно доказать, что ZA2 ⋅ZA8 = ZA3⋅ZA7.  Покажем, что оба произведения равны XZ ⋅ZY.  Для этого достаточно доказать следующее вспомогательное утверждение.

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Лемма. Пусть P  и Q  — две точки на полуокружности с диаметром XY,  точка Z  лежит на отрезке XY  и ∠XZP  =∠Y ZQ.  Тогда ZP ⋅ZQ = ZX ⋅ZY.

Доказательство. Отметим точку R,  симметричную Q  относительно XY.  Тогда четырёхугольник XPY R  вписан в окружность с диаметром XY.  Также в силу симметрии ZQ =ZR  и

∠XZP = ∠QZY = ∠RZY,

то есть точки P,Z,R  лежат на одной прямой. Значит, Z  — точка пересечения диагоналей вписанного четырёхугольника XP YR,  поэтому

XZ ⋅XY =P Z⋅ZR = PZ⋅ZQ.

PIC

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Таким образом, лемма доказана, что завершает решение задачи.

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!