Тема 17. Задачи по планиметрии

17.02 Задачи №17 из сборника И.В. Ященко

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

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#107123

В квадрате ABCD  на диагонали BD  и на сторонах AB  и BC  отметили соответственно точки P,  E  и F  такие, что BE  =BF,  а прямая, проходящая через точку P  параллельно прямой AC,  отсекает от квадрата треугольник, площадь которого равна площади четырёхугольника EBF P  и в четыре раза меньше площади квадрата.

а) Докажите, что если          √-
BP ⋅BE =  2,  то AB = 2.

б) Найдите отношение площадей треугольников EPF  и EBF.

Источники: Сборник И.В. Ященко 2025 г. Вариант 9

Показать ответ и решение

Прежде чем решать пункты задачи, разберемся в конструкции из условия.

Пусть O  — точка пересечения диагоналей квадрата ABCD.  Пусть сторона квадрата ABCD  равна a.  Тогда его площадь равна S = a2.  Значит, отсекаемый треугольник и четырехугольник EBF P  должны иметь площадь  2
a-.
 4

Нам сказано, что прямая, проходящая через точку P  параллельно диагонали AC,  отсекает от квадрата треугольник. Пусть это прямая l.  Есть два варианта её расположения.

1.
Если точка P  лежит на отрезке BO,  то прямая l  пересекает стороны AB  и BC.

Пусть в таком случае прямая l  пересекает AB  в точке K,  а BC  в точке L.

Тогда KBL  — равнобедренный прямоугольный треугольник, так как          ∘
∠KBL  =90 ,  а BP  — его высота и биссектриса. Тогда BP  и медиана, то есть KP = BP = LP.  Значит,

       1             2
SKBL = 2 ⋅BP ⋅KL =BP  .

Таким образом,

       a2
SKBL = 4-
       2
BP 2 = a
       4
 BP = a
      2

Следовательно,

              √ -  -a-
BK = BL = BP ⋅  2= √2-.

PIC

Теперь поймем как расположены точки E  и F.  По условию отрезки BE  и BF  равны. Пусть BE = BF = x.  Тогда

           SEBFP = SEBP + SFBP =
= 1⋅BE ⋅BP ⋅sin ∠EBP  + 1 ⋅BF ⋅BP ⋅sin∠F BP =
  2                   2
        BP-           ∘          ∘
      =  2  ⋅(BE ⋅sin45 + BF ⋅sin45 )=
              a √2-      ax
              4 ⋅-2-⋅2x =-√-.
                         2 2

Значит,

SEBFP = a2
         4
 -ax-  a2
 2√2-=  4
      a
  x = √2-

В таком случае BE = √a-= BK,
       2  то есть точки E  и K  совпадают. Аналогично совпадаю точки F  и L.  Значит, EBF  P  не является четырехугольником, так как точки E,  P  и F  лежат на одной прямой. Таким образом, этот случай нам не подходит.

2.
Если точка P  лежит на отрезке OD,  то прямая l  пересекает стороны AD  и CD.

Пусть прямая l  пересекает AD  в точке M,  а CD  в точке N.

Тогда аналогично предыдущему случаю MDN  — равнобедренный прямоугольный треугольник с площадью a2
 4 .  Значит,       a
DP  = 2,              a
DM  =DN  = √--.
             2

Теперь, так как точки E  и F  лежат на AB  и BC,  то EBF P  точно является четырехугольником.

Если       a
DP  = 2,  то

                 √-   a  a ( √-   )
BP  = BD − DP = a 2 − 2 = 2 2 2− 1 .

PIC

Пусть BE = BF  =x.  Тогда

SEBFP = SEBP + SFBP = BP-⋅sin45∘⋅2x =
               √ -     2
  = a(2√2-− 1)⋅--2⋅2x = ax(4− √2-).
    4           2       4

Значит,

          a2
  SEBFP = -4
  (    √-)   2
ax  4−  2 =  a-
 4(    √-)   4
 x 4 −  2 = a

   x= --a√--
      4−   2

а) По условию          √ -
BP ⋅BE  =  2,  значит,

a (2√2 − 1) ⋅-a√--= √2
2           4−  2
-a--(   √-) ---a--  √ -
2√2  4−  2 ⋅4 − √2 =  2
         2   √-
       -a√--=  2
       2  2
         a2 = 4
         a =2

б) Пусть EF  пересекает BP  в точке T.

Так как ∠EBD  = ∠F BD = 45∘ и BE = BF,  то точки E  и F  симметричны относительно диагонали BD.  Тогда EF ⊥ BD.

Значит,

pict

Таким образом,

SEPF-= P-T.
SEBF   BT

PIC

В равнобедренном прямоугольном треугольнике EBF  медиана BT  равна

      √-
BT  = -2-⋅BE = -√-a--.
      2        4 2 − 2

Тогда

                 a ( √-   )     a
  P T = BP − BT =-2 2 2 − 1 − -√-----=
                           (√ 4 2−)2
  a ( √-     ---1---)   a  2--2−-12-− 1-
= 2  2 2− 1 −2√2-− 1  = 2 ⋅  2√2 − 1   =
         (√ -)(√ -   )    √ -(√-   )
    = a⋅ 2--2√2--2−-2-= 2a--2√--2−-1-.
      2     2 2 − 1        2 2 − 1

Следовательно,

                √-√ -
 SEPF    PT   2a22√(2−2−11)
 SEBF- = BT-= ---√a---- =
     √ -(√-   )(4√2−2 )
   2a--2--2−-1--4-2-− 2
 =      (2√2 − 1)⋅a     =
  √ -(√ -   )     (   √ -)
= 2 2   2− 1 ⋅2= 4 2 −  2 .
Ответ:

б)   (  √ -)
4 2 −  2

Критерии оценки

Содержание критерия

Балл

Имеется верное доказательство утверждения пункта а), и обоснованно получен верный ответ в пункте б)

3

Обоснованно получен верный ответ в пункте б)

2

ИЛИ

имеется верное доказательство утверждения пункта а) и при обоснованном решении пункта б) получен неверный ответ из-за арифметической ошибки

Имеется верное доказательство утверждения пункта а),

1

ИЛИ

при обоснованном решении пункта б) получен неверный ответ из-за арифметической ошибки,

ИЛИ

обоснованно получен верный ответ в пункте б) с использованием утверждения пункта а), при этом пункт а) не выполнен

Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше

0

Максимальный балл

3

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!