Тема . Треугольники и их элементы

Симедианы

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

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#68540

Пусть точка S  лежит на стороне BC  треугольника ABC  со сторонами AB = c,BC = a,CA = b.

Будем обозначать расстояние между некоторой точкой P  и некоторой прямой XY  как d(P;XY).

Докажите, что эквивалентны следующие условия:

(a) AS— симедиана;

   d(S;AB-)  c
(b) d(S;AC) = b;

          2
(c) SABS-= c2;
  SACS   b

(d) d(B;AS)= c2;
   d(C;AS)  b2

        2
(e) BS-= c2.
  CS   b

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Замечание. Эквивалентность (a), (b), (c), (d) выполнена не только в случае, если точка S  лежит на стороне BC,  но и когда она лежит в целом внутри угла BAC.

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Давайте попробуем доказывать пункты последовательно, так как, скорее всего, один будет вытекать из другого. Сразу что-то сказать про точку S, так как мы пока не знаем свойств, тяжело. Поэтому давайте отталкиваться от связанной с S точки - середины BC - точки M. Что можно сказать про треугольники ABM и ACM? А что это даёт нам для отношения высот из точки M на стороны треугольника?

Подсказка 2

Верно, эти треугольники имеют равную площадь. Пусть AB=c, AC=b. Тогда высоты d_c и d_b (на AB и AC соответственно) из точки М на стороны треугольника связаны следующим соотношением: с*d_c=b*d_b => d_b/d_c=c/b. А что это нам даёт относительно точки S? Как нам связать отношение высот из М с отношением высот из S?

Подсказка 3

Пусть высоты из точки S - это d’_c и d’_b (на AB и AC соответственно). Так как у нас есть 2 пары подобных треугольников (так как AS и AM - изогонали), то отношение d’_b/d_c=AS/AM=d’_c/d_b. Значит, d’_c/d’_b=d_c/d_b=c/b. Доказали. Как нам теперь связать отношение высот из точки S на стороны с отношением площадей треугольников ABS и ACS?

Подсказка 4

Высоты треугольников ABS и ACS - это ровно d’_c и d’_b. При этом мы знаем, как они относятся, а также знаем стороны, на которые они опущены. Значит, мы знаем их отношение - S(ABS)/S(ACS)=с*d’_c/b*d’_b=c^2/b^2. Еще один пункт доказан! А чему ещё равно отношение площадей этих двух треугольников?

Подсказка 5

Так как эти два треугольника имеют общую высоту - их отношение есть отношение сторон, на которые эта высота падает. Значит, BS/SC=c^2/b^2. Осталось доказать пункт (d). Ого! Но мы же знаем отношение площадей треугольников ABS и ACS!

Подсказка 6

S(ABS)/S(ACS)=c^2/b^2. А площади их равны 1/2*d(B;AS)*AS и 1/2*d(A;AS)*AS =>S(ABS)/S(ACS)=d(B;AS)/d(A;AS)=c^2/b^2. Что и требовалось доказать!

Показать доказательство

PIC

Проведём к прямым AB  и AC  перпендикуляры dc  и db  из середины M  отрезка BC  и перпендикуляры dc′ и db′ из точки S.  Так как площади треугольников ABM  и ACM  равны, то c⋅dc =b⋅db,  значит, ddbc = cb.

Среди прямоугольных треугольников с вершиной A  есть две пары подобных: с катетами dc  и db′ а также с катетами dc′ и db.  Отсюда следует, что

db′= AS- = dc′-
 dc   AM    db

Откуда

dc′- db   c
db′ = dc = b

и мы получили эквивалентность (a)  и (b).  Далее, треугольники ABS  и ACS  имеют общую высоту из вершины A,  поэтому

                   2
BCSS-= SSABS= cb⋅⋅ddc′′ = cb2
      ACS     b

Откуда сразу же получаем (c)  и (e).

Соотношения (b)  и (c)  эквивалентны, так как

          1
(c) ⇐ ⇒  -2 ⋅d(S;AB-)⋅c = c2 ⇐ ⇒   d(S;AB-)= c  ⇐⇒   (b)
          12 ⋅d(S;AC )⋅b  b2        d(S;AC )  b

Наконец, последнее соотношение эквивалентно пункту (d),  так как

         1 ⋅AS ⋅d(B;AS )  2               2
(d)  ⇐⇒   21------------= c2-  ⇐⇒   SABS-= c2-
         2 ⋅AS ⋅d(C;AS )  b        SACS   b

В свою очередь

SABS  c2        12 ⋅h⋅BS  c2
SACS = b2 ⇐⇒   -1⋅h⋅CS = b2-  ⇐⇒   (e)
                2

где h  — высота из A  на BC.

Замечание. Эквивалентность всех условий, кроме последнего, также выполнена для точки S  внутри угла BAC.

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!