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#107126

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 три раза меньше площади квадрата.

а) Докажите, что если          √-
BP ⋅BE =  2,  то      √ -
AB =   3.

б) Найдите отношение площадей треугольников EPF  и EBF.

Источники: Сборник И.В. Ященко 2025 г. Вариант 10

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 = 3-
       2
BP 2 = a
       3
BP =  a√--
       3

Следовательно,

               √-   a√6
BK  = BL = BP ⋅ 2 = -3-.

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                   1
= 2 ⋅BE ⋅BP ⋅sin ∠EBP +2 ⋅BF ⋅BP ⋅sin∠F BP =
        BP            ∘          ∘
      = -2- ⋅(BE ⋅sin45 + BF ⋅sin45 )=
                 √ -       √ -
            -a√--⋅--2⋅2x= ax--6.
            2 3   2        6

Значит,

SEBFP = a2
         3
 ax√6   a2
 -6---= 3-
      √ -
  x= a--6
      3

В таком случае       √ -
     a--6
BE =  3  = BK,  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
 3 .  Значит,       a--
DP =  √3,              √-
DM  =DN  = a-6-.
            3

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

Если DP  = a√-,
       3  то

                 √-   a    a  (√-   )
BP  = BD − DP = a 2 − √3-= √3-  6− 1 .

PIC

Пусть BE = BF  =x.  Тогда

SEBFP = SEBP + SFBP = BP-⋅sin45∘⋅2x =
                      √2
       = -a√--(√6 − 1) ⋅-2-⋅2x=
        -2 3           2
      a√6-(√-   )     ax(   √ -)
    =  6    6− 1 ⋅x = 6  6 −  6 .

Значит,

          a2
  SEBFP = -3
  (      )   2
ax  6− √6 =  a-
 6 (     )   3
 x  6− √6  =a
 2
   x= --2a√--
      6−   6

а) По условию BP ⋅BE  =√2,  значит,

   (      )
√a- √6 − 1 ⋅--2a√--= √2
  3         6−   6
-a--(   √-) --2a--  √ -
3√2  6−  6 ⋅6 − √6 =  2
         2   √-
       -2a√--=  2
       3  2
         a2 = 3
        a = √3

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 = ---2√a-.
      2       6 −  6

Тогда

                     ( -   )   √ -
  P T =BP  − BT = a√-- √6− 1 − ---2√a- =
                   3          6 −  6
   a (√ -       1   )   a   (√6-− 1)2− 1
= √--   6− 1− √----- = √--⋅ --√--------=
   3       (√ -)6(√− 1 )   3√-(√- 6−)1
      √a-  --6√--6−-2--  a-2√--6-−-2-
    =   3 ⋅    6− 1    =     6− 1  .

Следовательно,

              √-√-
S      PT    a-2(√-6−2)
SEPF-= BT-=  --√62−a1--=
 EBF           6− √6
  a√2-(√6− 2)(6− √6)
= ---(√-----)--√---- =
        6− 1 ⋅a 2
 =√6 (√6-− 2)= 6− 2√6.
Ответ:

б)     √ -
6 − 2 6

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!