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#47913

Внутри треугольника ABC  взята такая точка D,  что BD = CD,∠BDC = 120∘.  Вне треугольника ABC  взята такая точка E,  что                  ∘
AE = CE,∠AEC = 60 и точки B  и E  находятся в разных полуплоскостях относительно AC.  Докажите, что         ∘
∠AFD = 90 ,  где  F  — середина отрезка BE.

Источники: ММО-2017, 11.4, автор - О.Н. Косухин, (см. mmo.mccme.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Нам нужно доказать, что угол равен 90 градусов. Наверное, мы понимаем, что углы считать тут совсем никак не выйдет. У нас есть какая-то непонятная точка D и не менее понятная точка E, и всё это завязано ещё с F. Жуть... Поэтому подумаем, как это можно доказать с помощью векторов. О каком тогда преобразовании плоскости можно вспомнить?

Подсказка 2

Верно, можно попробовать вспомнить про поворот и к тому же ещё увеличивать длину вектора, потому что отрезки у нас, к сожалению, различные, а так мы решим эту проблему. То есть будем доказывать, что повернув DF против часовой на 90 градусов и увеличив его, мы получим AF. Давайте обратим внимание на то, что нам дали равнобедренные треугольники с хорошими углами. Что можно тогда отметить в них, учитывая данную середину F в треугольнике BEC?

Подсказка 3

Ага, можно отметить середины сторон BC и EC. Тогда у нас будут две средние линии в треугольнике BEC. Вернёмся к нашим искомым векторам. Они у нас снова немного плохие, потому что ни с чем не связаны на картинке. Как тогда можно попробовать их выразить?

Подсказка 4

Да, их можно выразить через сумму векторов по правилу треугольника - это сумма средней линии и серединного перпендикуляра. Осталось только вспомнить, что если повернуть сумму векторов на угол, а потом увеличить их - это будет тоже самое, если сначала один из векторов повернуть на угол и увеличить, а потом аналогично со вторым. Теперь можно в явном виде записать то, что нам надо доказать, и понять, во сколько раз мы увеличиваем отрезки, используя углы равнобедренных треугольников.

Показать доказательство

PIC

Пусть K,L  — середины BC,CE  соответственно. Отсюда FL  и FK  — средние линии △EBC.  Тогда выполнены равенства −→   −−→
FL= BK  и −F−→K = −L→C.  Пусть Φ  — преобразование на векторах, которое поворачивает вектор на 90∘ против часовой стрелки, а затем увеличивает в √3- раз. Тогда выполнено

Φ(−D−→K )= −−C→K =−L→F

Φ(−K−→F )=Φ (−C→L )=−A→L

Так как для поворотной гомотетии верно      −→            −→
Φ(−→a + b)= Φ(−→a)+ Φ(b),  то

Φ(−−D→F )=Φ (−D−→K + −K−→F )= −→LF + −A→L =−A→F

Откуда и следует нужная перпендикулярность.

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!