Тема . Преобразования плоскости

Поворотная гомотетия

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

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#126447

Даны два одинаково ориентированных квадрата A A A A
 1 2 3 4  и B B B B .
 1 2 3 4  Серединные перпендикуляры к отрезкам A B ,
  1 1  A B ,
  2 2  A3B3,  A4B4  пересекают серединные перпендикуляры к отрезкам A2B2,  A3B3,  A4B4,  A1B1  в точках P,  Q,  R,  S  соответственно. Докажите, что PR ⊥QS.

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Между двумя одинаково ориентированными квадратами существует красивое преобразование — поворотная гомотетия. А если сделать только половину от этого, что тогда можно сказать о точках Cᵢ — серединах отрезков AᵢBᵢ.

Подсказка 2

Середины отрезков AᵢBᵢ образуют квадрат. Часто при изучении поворотной гомотетии полезно проследить, сохраняются ли какие-то угловые соотношения, а если сохраняются углы, то может стоит поискать вписанные четырехугольники?

Подсказка 3

Двигаются четыре точки, даны 4 аналогичные точки P, Q, R, S, тогда может и окружностей тоже четверо, и они все проходят через O — центр поворотной гомотетии?

Подсказка 4

Как же я люблю окружности проходящие через центр преобразования, вот они слева направо: C₁PC₂, C₂QC₃, C₃RC₄, C₄SC₁. То есть у них есть одна точка пересечения O, может поискать и другие?

Подсказка 5

Точки P, Q, R, S разбили на пары PR и QS. Может найденные окружности тоже стоит разбить на пары и посмотреть на радоси и их место в этом мире квадратов.

Показать доказательство

Пусть O  — центр поворотной гомотетии, переводящей один квадрат в другой, C
 i  — середины отрезков A B
 i i  (i= 1,2,3,4  ). Тогда: C1C2C3C4  — квадрат;

∠OC1P = ∠OC2Q =∠OC3R = ∠OC4S,

т.е. четырёхугольники OC1PC2,  OC2QC3,  OC3RC4,  OC4SC1  — вписанные.

PIC

Пусть первая и третья окружности вторично пересекаются в точке U,  а вторая и четвёртая — в точке V.  Тогда, из равенства углов ∠OC1P =∠OC3R  и того, что данные углы опираются на те же, либо на дополняющие дуги, имеем, что углы ∠OUP  и ∠OUR  равны, следовательно, PR  проходит через U.  Аналогично QS  проходит через V.  Заметим, что

∠UOV  =∠UOC2 + ∠C2OV = ∠C2PR +C2QS,

но точки C2,P,Q  лежат на одной прямой, значит, ∠UOV  равен углу между прямыми PR,QS.

Так как C1C2 ∥ C3C4,  а OC1PC2,  OC3RC4  — вписанные, то OU ∥C1C2,  аналогично OV ∥C2C3,  а так как C1C2 ⊥ C2C3,  то ∠UOV  =90∘.

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!