Тема . ПВГ (Покори Воробьёвы Горы)

Планиметрия на ПВГ

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела пвг (покори воробьёвы горы)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#119862

Отрезок AB = 1  лежит на прямой l  и пересекается с отрезком CD = m  в точке O,  причём CO :OD = k,∠AOC = 60∘ и AC ⁄= BD.  Для каких пар чисел m  и k  отрезок AB  можно передвинуть по прямой l  так, чтобы в его новом положении выполнялось равенство AC = BD?

Источники: ПВГ - 2025, 11.6(см. pvg.mk.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

С первого взгляда очень страшный сюжет, в котором придётся разбирать много случаев. Давайте начнём с самого простого. Пусть k = 1. Ого! Ведь мы тогда можем получить параллелограмм, достаточно лишь сделать (⋅)O серединой AB.

Подсказка 2

Теперь подумаем, что делать, если k ≠ 1 и m ≠ 2. Ни умаляя общности пусть m > 2. Давайте спроецируем отрезок CD на l и получим точки C' и D'. Кроме того, подвинем отрезок AB так, чтобы точки лежали в следующем порядке: A, B, C', D'. Затем удобно ввести AC = a, BD = b, CC' = c, DD' = d, AC' = x, BD' = y. Что же делать дальше? Конечно, давайте воспользуемся теоремой Пифагора! Выразим через введённые обозначения AC и BD.

Подсказка 3:

Как же доказать, что AC будет в какой-то момент равняться BD? Воспользуемся классическим приёмом: запишем разность AC и BD и посмотрим на непрерывность получившейся функции! И не забудьте, что остался ещё один случай, когда k ≠ 1 и m = 2, он не должен вызвать у вас затруднений :)

Показать ответ и решение

PIC

Рассмотрим 3 случая.

1) Если k= 1,  то отрезок AB  достаточно расположить так, чтобы точка O  стала его серединой, а значит, четырёхугольник ACBD  — параллелограммом.

2) Если k⁄= 1  и m > 2  (случай m <2  рассматривается аналогично), то проекция C ′D′ = z  отрезка CD =m  на прямую l  имеет длину

z =m cos60∘ = m =1+ 𝜀> AB
             2

Передвинем отрезок AB  по прямой l  так, чтобы точки A,B,C′,D ′ на ней располагались в указанном порядке, и обозначим AC = a,  BD = b,  CC′ = c,  DD ′ =d,  AC ′ =x,  BD ′ = y.

Тогда по теореме Пифагора имеем:

 2   2   2  2   2   2
a = x + c,  b =y + d

Из построения:

y = x+ z− 1

y = x+ 𝜀

Тогда получаем, что величина

AC − BD =a− b= a2−-b2= x2−-y2-+c2−-d2= (x− y)(x+y)+-c2− d2-=
                a+ b       a +b              a+ b

        c2−d2       c2−d2
= x−-y+a+bx+y--= −𝜀+a+2bx+𝜀-
      x+y-        2x+𝜀

при неограниченном увеличении параметра x  (а с ним и 2x+ 𝜀)  в некотором положении отрезка AB  обязательно станет отрицательной. Аналогично, если те же точки на прямой l  расположены в порядке  ′  ′
C ,D ,A,B,  то та же величина при неограниченном увеличении параметра x  в некотором другом положении отрезка AB  обязательно станет положительной. Поэтому в некотором промежуточном (между двумя указанными) положении отрезка AB  рассматриваемая величина обязательно обнулится.

3) Если k⁄= 1  и m= 2,  то в обозначениях предыдущего пункта имеем:

   m         2
z =-2 = 1+ 𝜀= 2 = 1

𝜀 =0 ⇒ x= y

          x2− y2 +c2− d2   c2− d2
AC − BD = ----a-+b-----= -a+-b-

Так как k⁄= 1,  то c⁄= d.  Значит, данная разность никогда не равна 0. Переместить O  не получится.

Ответ:

Если m ⁄= 2,  то k  — любое положительное число; если m = 2,  то k= 1

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!