Тема №25. Геометрические задачи повышенной сложности

01 Задачи №25 из банка ФИПИ 01.10 №25. Тип 10

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела №25. геометрические задачи повышенной сложности
Решаем задачи

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#42344Максимум баллов за задание: 2

Окружности радиусов 12 и 20 касаются внешним образом. Точки A  и B  лежат на первой окружности, точки C  и D  — на второй. При этом AC  и BD  — общие касательные окружностей. Найдите расстояние между прямыми AB  и CD.

Источники: Банк ФИПИ | Сборник И.В. Ященко 2025 г. Вариант 23

Показать ответ и решение

Пусть O  и Q  — центры меньшей и большей окружностей соответственно. Пусть AC  и BD  пересекаются в точке E.  Так как радиус, проведённый в точку касания, перпендикулярен касательной, то OA ⊥ AC,OB ⊥ BD,  QC  ⊥ AC,  QD  ⊥BD.

12EOQNKCABDHM20

 

EA = EB  как касательные к меньшей окружности, проходящих через одну точку. EC = ED  как касательные к большей окружности, проходящих через одну точку. Значит,

BD = ED − EB  =EC  − EA = AC.

Так как меньшая окружность вписана в угол ∠AEB,  то её центр O  лежит на биссектрисе угла ∠AEB,  поэтому EO  — биссектриса угла ∠AEB,  точки E,  O  лежат на одной прямой EO.

Так как большая окружность вписана в угол ∠CED,  то её центр Q  лежит на биссектрисе угла ∠CED,  поэтому EQ  — биссектриса угла ∠CED,  точки E,  Q  лежат на одной прямой EQ.

Таким образом, так как ∠CED  и ∠AEB  — один и тот же угол, то точки E,  Q,  O  лежат на одной прямой EQ.

Пусть M  — точка касания двух окружностей. Точка касания окружностей лежит на одной прямой с центрами окружностей, следовательно, точка M  лежит на прямой EQ.

Пусть N  — точка пересечения AB  и EQ,  K  — точка пересечения CD  и EQ.

Треугольник AEB  равнобедренный и EN  — его биссектриса, следовательно, EN  ⊥ AB.  Треугольник CED  равнобедренный и EK  — его биссектриса, следовательно, EK ⊥ CD.  Значит, AB ∥ CD.  Таким образом, в задаче требуется найти NK.

Так как OA ⊥ AC,  QC ⊥ AC,  то OA ∥ QC.  Проведём OH  ⊥QC,  тогда ACHO  — прямоугольник. Следовательно, по свойству прямоугольника AO = CH.

Рассмотрим прямоугольный треугольник OHQ.  В нём

pict

Треугольник OHQ  подобен треугольнику CKQ  по двум углам, так как ∠OHQ  = ∠CKQ  = 90∘,  ∠OQC  — общий. Тогда

OQ   HQ
CQ-= KQ--

32 = -8--
20   KQ
 KQ  =5

Треугольник EAO  подобен треугольнику ECQ  по двум углам, так как                  ∘
∠EAO  = ∠ECQ  = 90,  ∠AEO  — общий. Тогда ∠AON  = ∠OQC  как соответственные.

∠EAO  = ∠ECQ  как соответственные углы при AO ∥ CQ  и секущей EC.  ∠EAN  = ∠ECK  как соответственные углы при AN ∥ CK  и секущей EC.  Тогда

∠NAO  = ∠EAO − ∠EAN  = ∠ECQ  − ∠ECK  = ∠KCQ.

∠EBO  = ∠EDQ  как соответственные углы при BO  ∥DQ  и секущей ED.  ∠EBN  = ∠EDK  как соответственные углы при BN  ∥DK  и секущей ED.  Тогда

∠NBO   =∠EBO  − ∠EBN  = ∠EDQ  − ∠EDK  = ∠KDQ.

Тогда треугольник ABO  подобен треугольнику CDQ  по двум углам. Следовательно, ∠AOB  = ∠CQD.

Так как ON  — высота в равнобедренном треугольнике ABO,  опущенная на основание, то ON  — биссектриса,

∠AON  = 1 ⋅∠AOB.
        2

Так как QK  — высота в равнобедренном треугольнике CDQ,  опущенная на основание, то QK  — биссектриса,

∠CQK  = 1 ⋅∠CQD.
        2

Поэтому

        1         1
∠AON  = 2 ⋅∠AOB = 2 ⋅∠CQD  = ∠CQK.

Треугольник OHQ  подобен треугольнику ANO  по двум углам, так как ∠OHQ  = ∠ANO  = 90∘,  ∠AON  = ∠CQK  = ∠OQH.  Тогда

OQ-= HQ-
AO   NO
32 = -8-
12   NO
 NO  =3

Тогда

NK  = OQ − KQ + NO  =32 − 5 +3 = 30.
Ответ: 30
Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задания

Баллы

Ход решения верный, получен верный ответ

2

Ход решения верный, все его шаги присутствуют, но допущена арифметическая ошибка

1

Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше

0

Максимальный балл

2

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 2#47409Максимум баллов за задание: 2

Окружности радиусов 36 и 45 касаются внешним образом. Точки A  и B  лежат на первой окружности, точки C  и D  — на второй. При этом AC  и BD  — общие касательные окружностей. Найдите расстояние между прямыми AB  и CD.

Источники: Банк ФИПИ | Сборник И.В. Ященко 2025 г. Вариант 24

Показать ответ и решение

Пусть O  и Q  — центры меньшей и большей окружностей соответственно. Пусть AC  и BD  пересекаются в точке E.  Так как радиус, проведённый в точку касания, перпендикулярен касательной, то OA ⊥ AC,OB ⊥ BD,  QC  ⊥ AC,  QD  ⊥BD.

34EOQNKCABDHM65

 

EA = EB  как касательные к меньшей окружности, проходящих через одну точку. EC = ED  как касательные к большей окружности, проходящих через одну точку. Значит,

BD = ED − EB  =EC  − EA = AC.

Так как меньшая окружность вписана в угол ∠AEB,  то её центр O  лежит на биссектрисе угла ∠AEB,  поэтому EO  — биссектриса угла ∠AEB,  точки E,  O  лежат на одной прямой EO.

Так как большая окружность вписана в угол ∠CED,  то её центр Q  лежит на биссектрисе угла ∠CED,  поэтому EQ  — биссектриса угла ∠CED,  точки E,  Q  лежат на одной прямой EQ.

Таким образом, так как ∠CED  и ∠AEB  — один и тот же угол, то точки E,  Q,  O  лежат на одной прямой EQ.

Пусть M  — точка касания двух окружностей. Точка касания окружностей лежит на одной прямой с центрами окружностей, следовательно, точка M  лежит на прямой EQ.

Пусть N  — точка пересечения AB  и EQ,  K  — точка пересечения CD  и EQ.

Треугольник AEB  равнобедренный и EN  — его биссектриса, следовательно, EN  ⊥ AB.  Треугольник CED  равнобедренный и EK  — его биссектриса, следовательно, EK ⊥ CD.  Значит, AB ∥ CD.  Таким образом, в задаче требуется найти NK.

Так как OA ⊥ AC,  QC ⊥ AC,  то OA ∥ QC.  Проведём OH  ⊥QC,  тогда ACHO  — прямоугольник. Следовательно, по свойству прямоугольника AO = CH.

Рассмотрим прямоугольный треугольник OHQ.  В нём

HQ = CQ − CH  = CQ − AO =45 − 36 = 9

OQ = OM  + MQ  =36 +45 =81

Треугольник OHQ  подобен треугольнику CKQ  по двум углам, так как                   ∘
∠OHQ  = ∠CKQ  = 90 ,  ∠OQC  — общий. Тогда

OQ-= HQ--81= -9--KQ = 5
CQ   KQ  45  KQ

Треугольник EAO  подобен треугольнику ECQ  по двум углам, так как                  ∘
∠EAO  = ∠ECQ  = 90,  ∠AEO  — общий. Тогда ∠AON  = ∠OQC  как соответственные.

∠EAO  = ∠ECQ  как соответственные углы при AO ∥ CQ  и секущей EC.  ∠EAN  = ∠ECK  как соответственные углы при AN ∥ CK  и секущей EC.  Тогда

∠NAO  = ∠EAO − ∠EAN  = ∠ECQ  − ∠ECK  = ∠KCQ.

∠EBO  = ∠EDQ  как соответственные углы при BO  ∥DQ  и секущей ED.  ∠EBN  = ∠EDK  как соответственные углы при BN  ∥DK  и секущей ED.  Тогда

∠NBO   =∠EBO  − ∠EBN  = ∠EDQ  − ∠EDK  = ∠KDQ.

Тогда треугольник ABO  подобен треугольнику CDQ  по двум углам. Следовательно, ∠AOB  = ∠CQD.

Так как ON  — высота в равнобедренном треугольнике ABO,  опущенная на основание, то ON  — биссектриса,

∠AON  = 1 ⋅∠AOB.
        2

Так как QK  — высота в равнобедренном треугольнике CDQ,  опущенная на основание, то QK  — биссектриса,

∠CQK  = 1 ⋅∠CQD.
        2

Поэтому

∠AON  = 1⋅∠AOB  = 1 ⋅∠CQD  = ∠CQK.
        2         2

Треугольник OHQ  подобен треугольнику ANO  по двум углам, так как ∠OHQ  = ∠ANO  = 90∘,  ∠AON  = ∠CQK  = ∠OQH.  Тогда

OQ-  HQ-
AO = NO
81   -9-
36 = NO
 NO  =4

Тогда

NK  = OQ − KQ + NO  =81 − 5 +4 = 80.
Ответ: 80
Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задания

Баллы

Ход решения верный, получен верный ответ

2

Ход решения верный, все его шаги присутствуют, но допущена арифметическая ошибка

1

Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше

0

Максимальный балл

2

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 3#105371Максимум баллов за задание: 2

Окружности радиусов 45 и 90 касаются внешним образом. Точки A  и B  лежат на первой окружности, точки C  и D  — на второй. При этом AC  и BD  — общие касательные окружностей. Найдите расстояние между прямыми AB  и CD.

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

Пусть O  и Q  — центры меньшей и большей окружностей соответственно. Пусть AC  и BD  пересекаются в точке E.  Так как радиус, проведённый в точку касания, перпендикулярен касательной, то OA ⊥ AC,OB ⊥ BD,  QC  ⊥ AC,  QD  ⊥BD.

49EOQNKCABDHM50

 

EA = EB  как касательные к меньшей окружности, проходящих через одну точку. EC = ED  как касательные к большей окружности, проходящих через одну точку. Значит,

BD = ED − EB  =EC  − EA = AC.

Так как меньшая окружность вписана в угол ∠AEB,  то её центр O  лежит на биссектрисе угла ∠AEB,  поэтому EO  — биссектриса угла ∠AEB,  точки E,  O  лежат на одной прямой EO.

Так как большая окружность вписана в угол ∠CED,  то её центр Q  лежит на биссектрисе угла ∠CED,  поэтому EQ  — биссектриса угла ∠CED,  точки E,  Q  лежат на одной прямой EQ.

Таким образом, так как ∠CED  и ∠AEB  — один и тот же угол, то точки E,  Q,  O  лежат на одной прямой EQ.

Пусть M  — точка касания двух окружностей. Точка касания окружностей лежит на одной прямой с центрами окружностей, следовательно, точка M  лежит на прямой EQ.

Пусть N  — точка пересечения AB  и EQ,  K  — точка пересечения CD  и EQ.

Треугольник AEB  равнобедренный и EN  — его биссектриса, следовательно, EN  ⊥ AB.  Треугольник CED  равнобедренный и EK  — его биссектриса, следовательно, EK ⊥ CD.  Значит, AB ∥ CD.  Таким образом, в задаче требуется найти NK.

Так как OA ⊥ AC,  QC ⊥ AC,  то OA ∥ QC.  Проведём OH  ⊥QC,  тогда ACHO  — прямоугольник. Следовательно, по свойству прямоугольника AO = CH.

Рассмотрим прямоугольный треугольник OHQ.  В нём

pict

Треугольник OHQ  подобен треугольнику CKQ  по двум углам, так как ∠OHQ  = ∠CKQ  = 90∘,  ∠OQC  — общий. Тогда

OQ   HQ
CQ-= KQ--

135= -45-
90   KQ
 KQ = 30

Треугольник EAO  подобен треугольнику ECQ  по двум углам, так как                  ∘
∠EAO  = ∠ECQ  = 90,  ∠AEO  — общий. Тогда ∠AON  = ∠OQC  как соответственные.

∠EAO  = ∠ECQ  как соответственные углы при AO ∥ CQ  и секущей EC.  ∠EAN  = ∠ECK  как соответственные углы при AN ∥ CK  и секущей EC.  Тогда

∠NAO  = ∠EAO − ∠EAN  = ∠ECQ  − ∠ECK  = ∠KCQ.

∠EBO  = ∠EDQ  как соответственные углы при BO  ∥DQ  и секущей ED.  ∠EBN  = ∠EDK  как соответственные углы при BN  ∥DK  и секущей ED.  Тогда

∠NBO   =∠EBO  − ∠EBN  = ∠EDQ  − ∠EDK  = ∠KDQ.

Тогда треугольник ABO  подобен треугольнику CDQ  по двум углам. Следовательно, ∠AOB  = ∠CQD.

Так как ON  — высота в равнобедренном треугольнике ABO,  опущенная на основание, то ON  — биссектриса,

∠AON  = 1 ⋅∠AOB.
        2

Так как QK  — высота в равнобедренном треугольнике CDQ,  опущенная на основание, то QK  — биссектриса,

∠CQK  = 1 ⋅∠CQD.
        2

Поэтому

        1         1
∠AON  = 2 ⋅∠AOB = 2 ⋅∠CQD  = ∠CQK.

Треугольник OHQ  подобен треугольнику ANO  по двум углам, так как ∠OHQ  = ∠ANO  = 90∘,  ∠AON  = ∠CQK  = ∠OQH.  Тогда

OQ-= HQ-
AO   NO
135= -45
45   NO
 NO = 15

Тогда

NK = OQ − KQ  +NO  = 135 − 30 +15 = 120.
Ответ: 120
Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задания

Баллы

Ход решения верный, получен верный ответ

2

Ход решения верный, все его шаги присутствуют, но допущена арифметическая ошибка

1

Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше

0

Максимальный балл

2

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 4#105372Максимум баллов за задание: 2

Окружности радиусов 33 и 99 касаются внешним образом. Точки A  и B  лежат на первой окружности, точки C  и D  — на второй. При этом AC  и BD  — общие касательные окружностей. Найдите расстояние между прямыми AB  и CD.

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

Пусть O  и Q  — центры меньшей и большей окружностей соответственно. Пусть AC  и BD  пересекаются в точке E.  Так как радиус, проведённый в точку касания, перпендикулярен касательной, то OA ⊥ AC,OB ⊥ BD,  QC  ⊥ AC,  QD  ⊥BD.

39EOQNKCABDHM39

 

EA = EB  как касательные к меньшей окружности, проходящих через одну точку. EC = ED  как касательные к большей окружности, проходящих через одну точку. Значит,

BD = ED − EB  =EC  − EA = AC.

Так как меньшая окружность вписана в угол ∠AEB,  то её центр O  лежит на биссектрисе угла ∠AEB,  поэтому EO  — биссектриса угла ∠AEB,  точки E,  O  лежат на одной прямой EO.

Так как большая окружность вписана в угол ∠CED,  то её центр Q  лежит на биссектрисе угла ∠CED,  поэтому EQ  — биссектриса угла ∠CED,  точки E,  Q  лежат на одной прямой EQ.

Таким образом, так как ∠CED  и ∠AEB  — один и тот же угол, то точки E,  Q,  O  лежат на одной прямой EQ.

Пусть M  — точка касания двух окружностей. Точка касания окружностей лежит на одной прямой с центрами окружностей, следовательно, точка M  лежит на прямой EQ.

Пусть N  — точка пересечения AB  и EQ,  K  — точка пересечения CD  и EQ.

Треугольник AEB  равнобедренный и EN  — его биссектриса, следовательно, EN  ⊥ AB.  Треугольник CED  равнобедренный и EK  — его биссектриса, следовательно, EK ⊥ CD.  Значит, AB ∥ CD.  Таким образом, в задаче требуется найти NK.

Так как OA ⊥ AC,  QC ⊥ AC,  то OA ∥ QC.  Проведём OH  ⊥QC,  тогда ACHO  — прямоугольник. Следовательно, по свойству прямоугольника AO = CH.

Рассмотрим прямоугольный треугольник OHQ.  В нём

pict

Треугольник OHQ  подобен треугольнику CKQ  по двум углам, так как ∠OHQ  = ∠CKQ  = 90∘,  ∠OQC  — общий. Тогда

OQ   HQ
CQ-= KQ--

132= -66-
99   KQ
KQ = 49,5

Треугольник EAO  подобен треугольнику ECQ  по двум углам, так как                  ∘
∠EAO  = ∠ECQ  = 90,  ∠AEO  — общий. Тогда ∠AON  = ∠OQC  как соответственные.

∠EAO  = ∠ECQ  как соответственные углы при AO ∥ CQ  и секущей EC.  ∠EAN  = ∠ECK  как соответственные углы при AN ∥ CK  и секущей EC.  Тогда

∠NAO  = ∠EAO − ∠EAN  = ∠ECQ  − ∠ECK  = ∠KCQ.

∠EBO  = ∠EDQ  как соответственные углы при BO  ∥DQ  и секущей ED.  ∠EBN  = ∠EDK  как соответственные углы при BN  ∥DK  и секущей ED.  Тогда

∠NBO   =∠EBO  − ∠EBN  = ∠EDQ  − ∠EDK  = ∠KDQ.

Тогда треугольник ABO  подобен треугольнику CDQ  по двум углам. Следовательно, ∠AOB  = ∠CQD.

Так как ON  — высота в равнобедренном треугольнике ABO,  опущенная на основание, то ON  — биссектриса,

∠AON  = 1 ⋅∠AOB.
        2

Так как QK  — высота в равнобедренном треугольнике CDQ,  опущенная на основание, то QK  — биссектриса,

∠CQK  = 1 ⋅∠CQD.
        2

Поэтому

        1         1
∠AON  = 2 ⋅∠AOB = 2 ⋅∠CQD  = ∠CQK.

Треугольник OHQ  подобен треугольнику ANO  по двум углам, так как ∠OHQ  = ∠ANO  = 90∘,  ∠AON  = ∠CQK  = ∠OQH.  Тогда

OQ-= HQ-
AO   NO
132= -66
33   NO
NO = 16,5

Тогда

NK = OQ − KQ  +NO  = 132− 49,5+ 16,5= 99.
Ответ: 99
Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задания

Баллы

Ход решения верный, получен верный ответ

2

Ход решения верный, все его шаги присутствуют, но допущена арифметическая ошибка

1

Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше

0

Максимальный балл

2

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 5#105374Максимум баллов за задание: 2

Окружности радиусов 45 и 55 касаются внешним образом. Точки A  и B  лежат на первой окружности, точки C  и D  — на второй. При этом AC  и BD  — общие касательные окружностей. Найдите расстояние между прямыми AB  и CD.

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

Пусть O  и Q  — центры меньшей и большей окружностей соответственно. Пусть AC  и BD  пересекаются в точке E.  Так как радиус, проведённый в точку касания, перпендикулярен касательной, то OA ⊥ AC,OB ⊥ BD,  QC  ⊥ AC,  QD  ⊥BD.

45EOQNKCABDHM55

 

EA = EB  как касательные к меньшей окружности, проходящих через одну точку. EC = ED  как касательные к большей окружности, проходящих через одну точку. Значит,

BD = ED − EB  =EC  − EA = AC.

Так как меньшая окружность вписана в угол ∠AEB,  то её центр O  лежит на биссектрисе угла ∠AEB,  поэтому EO  — биссектриса угла ∠AEB,  точки E,  O  лежат на одной прямой EO.

Так как большая окружность вписана в угол ∠CED,  то её центр Q  лежит на биссектрисе угла ∠CED,  поэтому EQ  — биссектриса угла ∠CED,  точки E,  Q  лежат на одной прямой EQ.

Таким образом, так как ∠CED  и ∠AEB  — один и тот же угол, то точки E,  Q,  O  лежат на одной прямой EQ.

Пусть M  — точка касания двух окружностей. Точка касания окружностей лежит на одной прямой с центрами окружностей, следовательно, точка M  лежит на прямой EQ.

Пусть N  — точка пересечения AB  и EQ,  K  — точка пересечения CD  и EQ.

Треугольник AEB  равнобедренный и EN  — его биссектриса, следовательно, EN  ⊥ AB.  Треугольник CED  равнобедренный и EK  — его биссектриса, следовательно, EK ⊥ CD.  Значит, AB ∥ CD.  Таким образом, в задаче требуется найти NK.

Так как OA ⊥ AC,  QC ⊥ AC,  то OA ∥ QC.  Проведём OH  ⊥QC,  тогда ACHO  — прямоугольник. Следовательно, по свойству прямоугольника AO = CH.

Рассмотрим прямоугольный треугольник OHQ.  В нём

pict

Треугольник OHQ  подобен треугольнику CKQ  по двум углам, так как ∠OHQ  = ∠CKQ  = 90∘,  ∠OQC  — общий. Тогда

OQ   HQ
CQ-= KQ--

100= -10-
55   KQ
KQ  = 5,5

Треугольник EAO  подобен треугольнику ECQ  по двум углам, так как                  ∘
∠EAO  = ∠ECQ  = 90,  ∠AEO  — общий. Тогда ∠AON  = ∠OQC  как соответственные.

∠EAO  = ∠ECQ  как соответственные углы при AO ∥ CQ  и секущей EC.  ∠EAN  = ∠ECK  как соответственные углы при AN ∥ CK  и секущей EC.  Тогда

∠NAO  = ∠EAO − ∠EAN  = ∠ECQ  − ∠ECK  = ∠KCQ.

∠EBO  = ∠EDQ  как соответственные углы при BO  ∥DQ  и секущей ED.  ∠EBN  = ∠EDK  как соответственные углы при BN  ∥DK  и секущей ED.  Тогда

∠NBO   =∠EBO  − ∠EBN  = ∠EDQ  − ∠EDK  = ∠KDQ.

Тогда треугольник ABO  подобен треугольнику CDQ  по двум углам. Следовательно, ∠AOB  = ∠CQD.

Так как ON  — высота в равнобедренном треугольнике ABO,  опущенная на основание, то ON  — биссектриса,

∠AON  = 1 ⋅∠AOB.
        2

Так как QK  — высота в равнобедренном треугольнике CDQ,  опущенная на основание, то QK  — биссектриса,

∠CQK  = 1 ⋅∠CQD.
        2

Поэтому

        1         1
∠AON  = 2 ⋅∠AOB = 2 ⋅∠CQD  = ∠CQK.

Треугольник OHQ  подобен треугольнику ANO  по двум углам, так как ∠OHQ  = ∠ANO  = 90∘,  ∠AON  = ∠CQK  = ∠OQH.  Тогда

OQ-= HQ-
AO   NO
100= -10
45   NO
NO  = 4,5

Тогда

NK = OQ − KQ  +NO  = 100 − 5,5+ 4,5 =99.
Ответ: 99
Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задания

Баллы

Ход решения верный, получен верный ответ

2

Ход решения верный, все его шаги присутствуют, но допущена арифметическая ошибка

1

Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше

0

Максимальный балл

2

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 6#105375Максимум баллов за задание: 2

Окружности радиусов 42 и 84 касаются внешним образом. Точки A  и B  лежат на первой окружности, точки C  и D  — на второй. При этом AC  и BD  — общие касательные окружностей. Найдите расстояние между прямыми AB  и CD.

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

Пусть O  и Q  — центры меньшей и большей окружностей соответственно. Пусть AC  и BD  пересекаются в точке E.  Так как радиус, проведённый в точку касания, перпендикулярен касательной, то OA ⊥ AC,OB ⊥ BD,  QC  ⊥ AC,  QD  ⊥BD.

48EOQNKCABDHM24

 

EA = EB  как касательные к меньшей окружности, проходящих через одну точку. EC = ED  как касательные к большей окружности, проходящих через одну точку. Значит,

BD = ED − EB  =EC  − EA = AC.

Так как меньшая окружность вписана в угол ∠AEB,  то её центр O  лежит на биссектрисе угла ∠AEB,  поэтому EO  — биссектриса угла ∠AEB,  точки E,  O  лежат на одной прямой EO.

Так как большая окружность вписана в угол ∠CED,  то её центр Q  лежит на биссектрисе угла ∠CED,  поэтому EQ  — биссектриса угла ∠CED,  точки E,  Q  лежат на одной прямой EQ.

Таким образом, так как ∠CED  и ∠AEB  — один и тот же угол, то точки E,  Q,  O  лежат на одной прямой EQ.

Пусть M  — точка касания двух окружностей. Точка касания окружностей лежит на одной прямой с центрами окружностей, следовательно, точка M  лежит на прямой EQ.

Пусть N  — точка пересечения AB  и EQ,  K  — точка пересечения CD  и EQ.

Треугольник AEB  равнобедренный и EN  — его биссектриса, следовательно, EN  ⊥ AB.  Треугольник CED  равнобедренный и EK  — его биссектриса, следовательно, EK ⊥ CD.  Значит, AB ∥ CD.  Таким образом, в задаче требуется найти NK.

Так как OA ⊥ AC,  QC ⊥ AC,  то OA ∥ QC.  Проведём OH  ⊥QC,  тогда ACHO  — прямоугольник. Следовательно, по свойству прямоугольника AO = CH.

Рассмотрим прямоугольный треугольник OHQ.  В нём

pict

Треугольник OHQ  подобен треугольнику CKQ  по двум углам, так как ∠OHQ  = ∠CKQ  = 90∘,  ∠OQC  — общий. Тогда

OQ   HQ
CQ-= KQ--

126= -42-
84   KQ
 KQ = 28

Треугольник EAO  подобен треугольнику ECQ  по двум углам, так как                  ∘
∠EAO  = ∠ECQ  = 90,  ∠AEO  — общий. Тогда ∠AON  = ∠OQC  как соответственные.

∠EAO  = ∠ECQ  как соответственные углы при AO ∥ CQ  и секущей EC.  ∠EAN  = ∠ECK  как соответственные углы при AN ∥ CK  и секущей EC.  Тогда

∠NAO  = ∠EAO − ∠EAN  = ∠ECQ  − ∠ECK  = ∠KCQ.

∠EBO  = ∠EDQ  как соответственные углы при BO  ∥DQ  и секущей ED.  ∠EBN  = ∠EDK  как соответственные углы при BN  ∥DK  и секущей ED.  Тогда

∠NBO   =∠EBO  − ∠EBN  = ∠EDQ  − ∠EDK  = ∠KDQ.

Тогда треугольник ABO  подобен треугольнику CDQ  по двум углам. Следовательно, ∠AOB  = ∠CQD.

Так как ON  — высота в равнобедренном треугольнике ABO,  опущенная на основание, то ON  — биссектриса,

∠AON  = 1 ⋅∠AOB.
        2

Так как QK  — высота в равнобедренном треугольнике CDQ,  опущенная на основание, то QK  — биссектриса,

∠CQK  = 1 ⋅∠CQD.
        2

Поэтому

        1         1
∠AON  = 2 ⋅∠AOB = 2 ⋅∠CQD  = ∠CQK.

Треугольник OHQ  подобен треугольнику ANO  по двум углам, так как ∠OHQ  = ∠ANO  = 90∘,  ∠AON  = ∠CQK  = ∠OQH.  Тогда

OQ-= HQ-
AO   NO
126= -42
42   NO
 NO = 14

Тогда

NK = OQ − KQ  +NO  = 126 − 28 +14 = 112.
Ответ: 112
Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задания

Баллы

Ход решения верный, получен верный ответ

2

Ход решения верный, все его шаги присутствуют, но допущена арифметическая ошибка

1

Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше

0

Максимальный балл

2

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 7#105376Максимум баллов за задание: 2

Окружности радиусов 4 и 60 касаются внешним образом. Точки A  и B  лежат на первой окружности, точки C  и D  — на второй. При этом AC  и BD  — общие касательные окружностей. Найдите расстояние между прямыми AB  и CD.

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

Пусть O  и Q  — центры меньшей и большей окружностей соответственно. Пусть AC  и BD  пересекаются в точке E.  Так как радиус, проведённый в точку касания, перпендикулярен касательной, то OA ⊥ AC,OB ⊥ BD,  QC  ⊥ AC,  QD  ⊥BD.

46EOQNKCABDHM0

 

EA = EB  как касательные к меньшей окружности, проходящих через одну точку. EC = ED  как касательные к большей окружности, проходящих через одну точку. Значит,

BD = ED − EB  =EC  − EA = AC.

Так как меньшая окружность вписана в угол ∠AEB,  то её центр O  лежит на биссектрисе угла ∠AEB,  поэтому EO  — биссектриса угла ∠AEB,  точки E,  O  лежат на одной прямой EO.

Так как большая окружность вписана в угол ∠CED,  то её центр Q  лежит на биссектрисе угла ∠CED,  поэтому EQ  — биссектриса угла ∠CED,  точки E,  Q  лежат на одной прямой EQ.

Таким образом, так как ∠CED  и ∠AEB  — один и тот же угол, то точки E,  Q,  O  лежат на одной прямой EQ.

Пусть M  — точка касания двух окружностей. Точка касания окружностей лежит на одной прямой с центрами окружностей, следовательно, точка M  лежит на прямой EQ.

Пусть N  — точка пересечения AB  и EQ,  K  — точка пересечения CD  и EQ.

Треугольник AEB  равнобедренный и EN  — его биссектриса, следовательно, EN  ⊥ AB.  Треугольник CED  равнобедренный и EK  — его биссектриса, следовательно, EK ⊥ CD.  Значит, AB ∥ CD.  Таким образом, в задаче требуется найти NK.

Так как OA ⊥ AC,  QC ⊥ AC,  то OA ∥ QC.  Проведём OH  ⊥QC,  тогда ACHO  — прямоугольник. Следовательно, по свойству прямоугольника AO = CH.

Рассмотрим прямоугольный треугольник OHQ.  В нём

pict

Треугольник OHQ  подобен треугольнику CKQ  по двум углам, так как ∠OHQ  = ∠CKQ  = 90∘,  ∠OQC  — общий. Тогда

OQ   HQ
CQ-= KQ--

64 = -56--
60   KQ
KQ = 52,5

Треугольник EAO  подобен треугольнику ECQ  по двум углам, так как                  ∘
∠EAO  = ∠ECQ  = 90,  ∠AEO  — общий. Тогда ∠AON  = ∠OQC  как соответственные.

∠EAO  = ∠ECQ  как соответственные углы при AO ∥ CQ  и секущей EC.  ∠EAN  = ∠ECK  как соответственные углы при AN ∥ CK  и секущей EC.  Тогда

∠NAO  = ∠EAO − ∠EAN  = ∠ECQ  − ∠ECK  = ∠KCQ.

∠EBO  = ∠EDQ  как соответственные углы при BO  ∥DQ  и секущей ED.  ∠EBN  = ∠EDK  как соответственные углы при BN  ∥DK  и секущей ED.  Тогда

∠NBO   =∠EBO  − ∠EBN  = ∠EDQ  − ∠EDK  = ∠KDQ.

Тогда треугольник ABO  подобен треугольнику CDQ  по двум углам. Следовательно, ∠AOB  = ∠CQD.

Так как ON  — высота в равнобедренном треугольнике ABO,  опущенная на основание, то ON  — биссектриса,

∠AON  = 1 ⋅∠AOB.
        2

Так как QK  — высота в равнобедренном треугольнике CDQ,  опущенная на основание, то QK  — биссектриса,

∠CQK  = 1 ⋅∠CQD.
        2

Поэтому

        1         1
∠AON  = 2 ⋅∠AOB = 2 ⋅∠CQD  = ∠CQK.

Треугольник OHQ  подобен треугольнику ANO  по двум углам, так как ∠OHQ  = ∠ANO  = 90∘,  ∠AON  = ∠CQK  = ∠OQH.  Тогда

OQ-= HQ-
AO   NO
64 = -56-
 4   NO
NO  = 3,5

Тогда

NK = OQ − KQ  +NO  = 64− 52,5+ 3,5 =15.
Ответ: 15
Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задания

Баллы

Ход решения верный, получен верный ответ

2

Ход решения верный, все его шаги присутствуют, но допущена арифметическая ошибка

1

Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше

0

Максимальный балл

2

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 8#105377Максимум баллов за задание: 2

Окружности радиусов 44 и 77 касаются внешним образом. Точки A  и B  лежат на первой окружности, точки C  и D  — на второй. При этом AC  и BD  — общие касательные окружностей. Найдите расстояние между прямыми AB  и CD.

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

Пусть O  и Q  — центры меньшей и большей окружностей соответственно. Пусть AC  и BD  пересекаются в точке E.  Так как радиус, проведённый в точку касания, перпендикулярен касательной, то OA ⊥ AC,OB ⊥ BD,  QC  ⊥ AC,  QD  ⊥BD.

47EOQNKCABDHM47

 

EA = EB  как касательные к меньшей окружности, проходящих через одну точку. EC = ED  как касательные к большей окружности, проходящих через одну точку. Значит,

BD = ED − EB  =EC  − EA = AC.

Так как меньшая окружность вписана в угол ∠AEB,  то её центр O  лежит на биссектрисе угла ∠AEB,  поэтому EO  — биссектриса угла ∠AEB,  точки E,  O  лежат на одной прямой EO.

Так как большая окружность вписана в угол ∠CED,  то её центр Q  лежит на биссектрисе угла ∠CED,  поэтому EQ  — биссектриса угла ∠CED,  точки E,  Q  лежат на одной прямой EQ.

Таким образом, так как ∠CED  и ∠AEB  — один и тот же угол, то точки E,  Q,  O  лежат на одной прямой EQ.

Пусть M  — точка касания двух окружностей. Точка касания окружностей лежит на одной прямой с центрами окружностей, следовательно, точка M  лежит на прямой EQ.

Пусть N  — точка пересечения AB  и EQ,  K  — точка пересечения CD  и EQ.

Треугольник AEB  равнобедренный и EN  — его биссектриса, следовательно, EN  ⊥ AB.  Треугольник CED  равнобедренный и EK  — его биссектриса, следовательно, EK ⊥ CD.  Значит, AB ∥ CD.  Таким образом, в задаче требуется найти NK.

Так как OA ⊥ AC,  QC ⊥ AC,  то OA ∥ QC.  Проведём OH  ⊥QC,  тогда ACHO  — прямоугольник. Следовательно, по свойству прямоугольника AO = CH.

Рассмотрим прямоугольный треугольник OHQ.  В нём

pict

Треугольник OHQ  подобен треугольнику CKQ  по двум углам, так как ∠OHQ  = ∠CKQ  = 90∘,  ∠OQC  — общий. Тогда

OQ   HQ
CQ-= KQ--

121= -33-
77   KQ
 KQ = 21

Треугольник EAO  подобен треугольнику ECQ  по двум углам, так как                  ∘
∠EAO  = ∠ECQ  = 90,  ∠AEO  — общий. Тогда ∠AON  = ∠OQC  как соответственные.

∠EAO  = ∠ECQ  как соответственные углы при AO ∥ CQ  и секущей EC.  ∠EAN  = ∠ECK  как соответственные углы при AN ∥ CK  и секущей EC.  Тогда

∠NAO  = ∠EAO − ∠EAN  = ∠ECQ  − ∠ECK  = ∠KCQ.

∠EBO  = ∠EDQ  как соответственные углы при BO  ∥DQ  и секущей ED.  ∠EBN  = ∠EDK  как соответственные углы при BN  ∥DK  и секущей ED.  Тогда

∠NBO   =∠EBO  − ∠EBN  = ∠EDQ  − ∠EDK  = ∠KDQ.

Тогда треугольник ABO  подобен треугольнику CDQ  по двум углам. Следовательно, ∠AOB  = ∠CQD.

Так как ON  — высота в равнобедренном треугольнике ABO,  опущенная на основание, то ON  — биссектриса,

∠AON  = 1 ⋅∠AOB.
        2

Так как QK  — высота в равнобедренном треугольнике CDQ,  опущенная на основание, то QK  — биссектриса,

∠CQK  = 1 ⋅∠CQD.
        2

Поэтому

        1         1
∠AON  = 2 ⋅∠AOB = 2 ⋅∠CQD  = ∠CQK.

Треугольник OHQ  подобен треугольнику ANO  по двум углам, так как ∠OHQ  = ∠ANO  = 90∘,  ∠AON  = ∠CQK  = ∠OQH.  Тогда

OQ-= HQ-
AO   NO
121= -33
44   NO
 NO = 12

Тогда

NK = OQ − KQ  +NO  = 121 − 21 +12 = 112.
Ответ: 112
Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задания

Баллы

Ход решения верный, получен верный ответ

2

Ход решения верный, все его шаги присутствуют, но допущена арифметическая ошибка

1

Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше

0

Максимальный балл

2

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 9#105378Максимум баллов за задание: 2

Окружности радиусов 25 и 100 касаются внешним образом. Точки A  и B  лежат на первой окружности, точки C  и D  — на второй. При этом AC  и BD  — общие касательные окружностей. Найдите расстояние между прямыми AB  и CD.

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

Пусть O  и Q  — центры меньшей и большей окружностей соответственно. Пусть AC  и BD  пересекаются в точке E.  Так как радиус, проведённый в точку касания, перпендикулярен касательной, то OA ⊥ AC,OB ⊥ BD,  QC  ⊥ AC,  QD  ⊥BD.

21EOQNKCABDHM500

 

EA = EB  как касательные к меньшей окружности, проходящих через одну точку. EC = ED  как касательные к большей окружности, проходящих через одну точку. Значит,

BD = ED − EB  =EC  − EA = AC.

Так как меньшая окружность вписана в угол ∠AEB,  то её центр O  лежит на биссектрисе угла ∠AEB,  поэтому EO  — биссектриса угла ∠AEB,  точки E,  O  лежат на одной прямой EO.

Так как большая окружность вписана в угол ∠CED,  то её центр Q  лежит на биссектрисе угла ∠CED,  поэтому EQ  — биссектриса угла ∠CED,  точки E,  Q  лежат на одной прямой EQ.

Таким образом, так как ∠CED  и ∠AEB  — один и тот же угол, то точки E,  Q,  O  лежат на одной прямой EQ.

Пусть M  — точка касания двух окружностей. Точка касания окружностей лежит на одной прямой с центрами окружностей, следовательно, точка M  лежит на прямой EQ.

Пусть N  — точка пересечения AB  и EQ,  K  — точка пересечения CD  и EQ.

Треугольник AEB  равнобедренный и EN  — его биссектриса, следовательно, EN  ⊥ AB.  Треугольник CED  равнобедренный и EK  — его биссектриса, следовательно, EK ⊥ CD.  Значит, AB ∥ CD.  Таким образом, в задаче требуется найти NK.

Так как OA ⊥ AC,  QC ⊥ AC,  то OA ∥ QC.  Проведём OH  ⊥QC,  тогда ACHO  — прямоугольник. Следовательно, по свойству прямоугольника AO = CH.

Рассмотрим прямоугольный треугольник OHQ.  В нём

pict

Треугольник OHQ  подобен треугольнику CKQ  по двум углам, так как ∠OHQ  = ∠CKQ  = 90∘,  ∠OQC  — общий. Тогда

OQ   HQ
CQ-= KQ--

125= -75-
100  KQ
 KQ = 60

Треугольник EAO  подобен треугольнику ECQ  по двум углам, так как                  ∘
∠EAO  = ∠ECQ  = 90,  ∠AEO  — общий. Тогда ∠AON  = ∠OQC  как соответственные.

∠EAO  = ∠ECQ  как соответственные углы при AO ∥ CQ  и секущей EC.  ∠EAN  = ∠ECK  как соответственные углы при AN ∥ CK  и секущей EC.  Тогда

∠NAO  = ∠EAO − ∠EAN  = ∠ECQ  − ∠ECK  = ∠KCQ.

∠EBO  = ∠EDQ  как соответственные углы при BO  ∥DQ  и секущей ED.  ∠EBN  = ∠EDK  как соответственные углы при BN  ∥DK  и секущей ED.  Тогда

∠NBO   =∠EBO  − ∠EBN  = ∠EDQ  − ∠EDK  = ∠KDQ.

Тогда треугольник ABO  подобен треугольнику CDQ  по двум углам. Следовательно, ∠AOB  = ∠CQD.

Так как ON  — высота в равнобедренном треугольнике ABO,  опущенная на основание, то ON  — биссектриса,

∠AON  = 1 ⋅∠AOB.
        2

Так как QK  — высота в равнобедренном треугольнике CDQ,  опущенная на основание, то QK  — биссектриса,

∠CQK  = 1 ⋅∠CQD.
        2

Поэтому

        1         1
∠AON  = 2 ⋅∠AOB = 2 ⋅∠CQD  = ∠CQK.

Треугольник OHQ  подобен треугольнику ANO  по двум углам, так как ∠OHQ  = ∠ANO  = 90∘,  ∠AON  = ∠CQK  = ∠OQH.  Тогда

OQ-= HQ-
AO   NO
125= -75
25   NO
 NO = 15

Тогда

NK  = OQ − KQ + NO = 125− 60+ 15= 80.
Ответ: 80
Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задания

Баллы

Ход решения верный, получен верный ответ

2

Ход решения верный, все его шаги присутствуют, но допущена арифметическая ошибка

1

Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше

0

Максимальный балл

2

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 10#105379Максимум баллов за задание: 2

Окружности радиусов 22 и 99 касаются внешним образом. Точки A  и B  лежат на первой окружности, точки C  и D  — на второй. При этом AC  и BD  — общие касательные окружностей. Найдите расстояние между прямыми AB  и CD.

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

Пусть O  и Q  — центры меньшей и большей окружностей соответственно. Пусть AC  и BD  пересекаются в точке E.  Так как радиус, проведённый в точку касания, перпендикулярен касательной, то OA ⊥ AC,OB ⊥ BD,  QC  ⊥ AC,  QD  ⊥BD.

29EOQNKCABDHM29

 

EA = EB  как касательные к меньшей окружности, проходящих через одну точку. EC = ED  как касательные к большей окружности, проходящих через одну точку. Значит,

BD = ED − EB  =EC  − EA = AC.

Так как меньшая окружность вписана в угол ∠AEB,  то её центр O  лежит на биссектрисе угла ∠AEB,  поэтому EO  — биссектриса угла ∠AEB,  точки E,  O  лежат на одной прямой EO.

Так как большая окружность вписана в угол ∠CED,  то её центр Q  лежит на биссектрисе угла ∠CED,  поэтому EQ  — биссектриса угла ∠CED,  точки E,  Q  лежат на одной прямой EQ.

Таким образом, так как ∠CED  и ∠AEB  — один и тот же угол, то точки E,  Q,  O  лежат на одной прямой EQ.

Пусть M  — точка касания двух окружностей. Точка касания окружностей лежит на одной прямой с центрами окружностей, следовательно, точка M  лежит на прямой EQ.

Пусть N  — точка пересечения AB  и EQ,  K  — точка пересечения CD  и EQ.

Треугольник AEB  равнобедренный и EN  — его биссектриса, следовательно, EN  ⊥ AB.  Треугольник CED  равнобедренный и EK  — его биссектриса, следовательно, EK ⊥ CD.  Значит, AB ∥ CD.  Таким образом, в задаче требуется найти NK.

Так как OA ⊥ AC,  QC ⊥ AC,  то OA ∥ QC.  Проведём OH  ⊥QC,  тогда ACHO  — прямоугольник. Следовательно, по свойству прямоугольника AO = CH.

Рассмотрим прямоугольный треугольник OHQ.  В нём

pict

Треугольник OHQ  подобен треугольнику CKQ  по двум углам, так как ∠OHQ  = ∠CKQ  = 90∘,  ∠OQC  — общий. Тогда

OQ   HQ
CQ-= KQ--

121= -77-
99   KQ
 KQ = 63

Треугольник EAO  подобен треугольнику ECQ  по двум углам, так как                  ∘
∠EAO  = ∠ECQ  = 90,  ∠AEO  — общий. Тогда ∠AON  = ∠OQC  как соответственные.

∠EAO  = ∠ECQ  как соответственные углы при AO ∥ CQ  и секущей EC.  ∠EAN  = ∠ECK  как соответственные углы при AN ∥ CK  и секущей EC.  Тогда

∠NAO  = ∠EAO − ∠EAN  = ∠ECQ  − ∠ECK  = ∠KCQ.

∠EBO  = ∠EDQ  как соответственные углы при BO  ∥DQ  и секущей ED.  ∠EBN  = ∠EDK  как соответственные углы при BN  ∥DK  и секущей ED.  Тогда

∠NBO   =∠EBO  − ∠EBN  = ∠EDQ  − ∠EDK  = ∠KDQ.

Тогда треугольник ABO  подобен треугольнику CDQ  по двум углам. Следовательно, ∠AOB  = ∠CQD.

Так как ON  — высота в равнобедренном треугольнике ABO,  опущенная на основание, то ON  — биссектриса,

∠AON  = 1 ⋅∠AOB.
        2

Так как QK  — высота в равнобедренном треугольнике CDQ,  опущенная на основание, то QK  — биссектриса,

∠CQK  = 1 ⋅∠CQD.
        2

Поэтому

        1         1
∠AON  = 2 ⋅∠AOB = 2 ⋅∠CQD  = ∠CQK.

Треугольник OHQ  подобен треугольнику ANO  по двум углам, так как ∠OHQ  = ∠ANO  = 90∘,  ∠AON  = ∠CQK  = ∠OQH.  Тогда

OQ-= HQ-
AO   NO
121= -77
22   NO
 NO = 14

Тогда

NK  = OQ − KQ + NO = 121− 63+ 14= 72.
Ответ: 72
Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задания

Баллы

Ход решения верный, получен верный ответ

2

Ход решения верный, все его шаги присутствуют, но допущена арифметическая ошибка

1

Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше

0

Максимальный балл

2
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!