Тема . №25. Геометрические задачи повышенной сложности

.00 Задачи №25 из банка ФИПИ для д/з

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 задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#102194

В треугольнике ABC  биссектриса BE  и медиана AD  перпендикулярны и имеют одинаковую длину, равную 40. Найдите стороны треугольника ABC.

Источники: Банк ФИПИ

Показать ответ и решение

Способ 1.

Обозначим точку пересечения BE  и AD  за O.  Рассмотрим треугольник ABD  :

1.
∠BOD  = ∠BOA = 90∘,  так как BE  ⊥ AD  по условию, следовательно, BO  — высота в треугольнике ABD.
2.
∠ABO  =∠DBO,  так как BE  — биссектриса ∠ABC.

ABCDEFO111322000000√√513

Тогда в треугольнике ABD  отрезок BO  — биссектриса и высота, следовательно, треугольник ABD  — равнобедренный по признаку равнобедренного треугольника. По свойству равнобедренного треугольника BO  — медиана треугольника ABD.  Тогда

AO = OD  = 1AD = 1 ⋅40= 20.
           2     2

В равнобедренном треугольнике ABD  с основанием AD  боковые стороны равны. Тогда

AB = BD = 1BC,
          2

так как AD  — медиана треугольника ABC.  BE  — биссектриса в △ ABC.  По свойству биссектрисы треугольника

AE    AB    1
EC- = BC-=  2  ⇒   EC = 2AE.

Тогда

AE- = --AE----= -AE- = 1.
AC    AE + EC   3AE    3

Продлим медиану AD  на её длину. Пусть точка F  — полученная точка. Тогда AD  =DF,  BD  = DC.  Четырёхугольник ABF C  — параллелограмм, так как его диагонали делятся точкой пересечения пополам. Значит, BF  ∥AC.  Следовательно, ∠F AC = ∠BF A  как накрест лежащие при параллельных прямых AC  и F B  и секущей AF.  BE  ⊥ AD,  поэтому

∠BOF  = ∠AOE = 90∘.

Тогда △ AOE ∼ △F OB  по двум углам. Запишем отношение подобия:

OE   AE
BO-= BF-.

Так как AC = BF  по свойству параллелограмма, то

AE-   AE-  1
BF =  AC = 3.

Значит,

OE- = 1  ⇒   BO = 3OE.
BO    3

Тогда

OE-= ---OE--- = ---OE----= -OE- = 1
EB   OE + OB    OE + 3OE   4OE    4
       OE = 1 BE = 1⋅40 =10
            4      4

Следовательно,

BO = BE − OE = 40− 10= 30

Рассмотрим треугольник BOA.  ∠BOA  = 90∘.  Следовательно, △ BOA  — прямоугольный. По теореме Пифагора

   2     2     2
AB  = AO  + OB ,

значит,

      ∘---2-----2  ∘ -2----2-
AB  =√ -AO--+-BO√ =---20 +√30-=
  =   400 +900=   1300 = 10 13.

Рассмотрим треугольник AOE.  В нём          ∘
∠AOE = 90 .  Следовательно, △ AOE  — прямоугольный. По теореме Пифагора

AE2 = AO2 + OE2,

значит,

     ∘----------  ∘ --------
AE =  AO2 + OE2 =   202 +102 =
    √--------  √ ---   √ -
  =  400+ 100=   500 = 10 5.

Найдём стороны треугольника ABC  :

pict

 

Способ 2.

Рассмотрим треугольник ABD.  В нем BO  — биссектриса и BO ⊥ AD,  следовательно, треугольник ABD  — равнобедренный с основанием AD,  то есть AB = BD.

Так как △ ABD  — равнобедренный и BO  — биссектриса, проведённая к основанию, то BO  также является медианой. То есть AO = OD.

Поэтому

AD = AO + OD = 2AO = 40
     AO = 20= OD

BE  — биссектриса в треугольнике ABC.  По свойству биссектрисы

AE-=  AB-= ---AB--- = AB--=  AB--= 1.
EC    BC   BD + DC    2DB    2AB    2

Пусть EA  =x,  тогда CE = 2x.

ABCDEOx222x00

По теореме Менелая для △ CBE  и его секущей AD :

  CD-⋅ BO ⋅ EA-= 1
  DB  OE   AC
1  BO- ---EA---
1 ⋅OE ⋅CE + EA  = 1
   1  BO   x
   1 ⋅OE-⋅3x = 1
    1 BO   1
    1 ⋅OE ⋅3 = 1

      BO- = 3
      OE
     BO = 3OE

BE = BO + OE,  следовательно,

    BE = 4OE
OE = BE- = 40-= 10
      4    4
  BO = 3OE = 30

 

  √√--
ABCDEO112213000000 513

BO ⊥ AO  в треугольнике ABO  , поэтому треугольник ABO  — прямоугольный. По теореме Пифагора

   2     2     2
AB  = AO  + BO ,

значит,

      ∘----------  ∘ --------
AB  =  AO2 + BO2 =   202 +302 =
  = √400-+900= √1300-= 10√13.

Следовательно,

                             √--
BC = BD + DC = 2BD = 2AB = 20 13.

AO ⊥ EO  в треугольнике AEO  , поэтому треугольник AEO  — прямоугольный. По теореме Пифагора

   2     2     2
EA  = AO  + EO ,

значит,

     ∘----------  ∘ --------
EA =  AO2 + EO2 =   202 +102 =
  = √400+-100= √500-= 10√5.

Таким образом,           √ -
x = EA = 10 5.  Тогда

                            √-
AC = CE + EA = 2x + x= 3x= 30 5.
Ответ:

  √--   √ --   √-
10 13; 20  13; 30 5

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

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!