Тема №25. Геометрические задачи повышенной сложности

02 Задачи №25 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 №25. геометрические задачи повышенной сложности
Решаем задачи

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 21#42866Максимум баллов за задание: 2

В равнобедренную трапецию, периметр которой равен 160, а площадь равна 1280, можно вписать окружность. Найдите расстояние от точки пересечения диагоналей трапеции до её меньшего основания.

Источники: Банк ФИПИ | Сборник И.В. Ященко 2025 г. Вариант 35

Показать ответ и решение

Пусть ABCD  — трапеция с основаниями AD  и BC,  где AD > BC.  Так как трапеция ABCD  равнобедренная, то AB = CD.  Пусть AC ∩BD  =O.

abx43ANHMDBKCO02

 

Трапеция ABCD  описанная, значит, по свойству описанного четырёхугольника

AB + CD = BC + AD.

По условию периметр трапеции равен 160, то есть

AB + CD + BC + AD = 160
    2(AB + CD )= 160
     AB + CD = 80

Тогда

AB = CD = 80 =40.
           2

Пусть BC  =a,AD  =b.  Тогда

       1
a+ b=  2 ⋅160= 80.

Опустим высоты CM  и BN.  Так как площадь трапеции равна произведению полусуммы оснований на высоту, то

 BC-+-AD-⋅CM  = 1280
     2
(BC + AD )⋅CM  =2560
  (a+ b)⋅CM  =2560

    80⋅CM  = 2560
     CM  = 2560
            80
      CM  = 32

Если две прямые перпендикулярны третьей прямой, то они параллельны. Так как CM ⊥ AD  и BN  ⊥ AD,  то CM  ∥BN.

Рассмотрим четырёхугольник NBCM.  В нём BN ∥ CM  и BC ∥ AD  как основания трапеции, следовательно, BC ∥NM.  Тогда NBCM  — параллелограмм и BC = NM  по свойству параллелограмма.

Рассмотрим треугольники ABN  и DCM.  В них AB  = CD,  ∠BAN  = ∠CDM  как углы при основании равнобедренной трапеции, ∠BNA  = ∠CMD   = 90∘.  Тогда прямоугольные треугольники ABN  и DCM  равны по острому углу и гипотенузе. AN = DM  как соответственные элементы. В треугольнике CMD  по теореме Пифагора

CM2 + MD2  =CD2.

Тогда

      ∘----------   ∘--------
MD  =  CD2 − CM2  =  402− 322 =
     √ ---------- √ ---
   =   1600 − 1024=  576 = 24.

Следовательно, AN = MD  = 24.

Значит,

      b= AN + MN  +MD  =

= 24+ MN  + 24 = 48+ BC = 48+ a.

Так как a+ b= 80,  то

 a+ 48+ a =80
2a= 80 − 48 =32
     a= 16

Найдём AD :

AD = 80− BC = 80− 16= 64.

Проведём высоту KH  трапеции ABCD,  проходящую через точку O,  K ∈ BC,  H ∈ AD.  Так как KH  — высота трапеции, то

KH = BN  = CM = 32.

Рассмотрим треугольники CBO  и ADO.  В них ∠CBD  = ∠ADB  как накрест лежащие углы при параллельных прямых BC  и AD  и секущей BD,  а ∠AOD  = ∠COB  как вертикальные.

Тогда △ CBO ∼ △ADO  по двум углам. Значит, отношение их соответственных высот равно коэффициенту подобия, то есть

OK--= BC- = 16= 1 .
OH    AD    64  4

Пусть KO  = x.  Тогда OH  = 32− x.

--x--   1
32− x = 4
4x = 32− x
 5x =32
 x = 6,4

Так как расстояние от точки до прямой — это длина перпендикуляра, опущенного на эту прямую из точки, то расстояние от точки пересечения диагоналей трапеции до ее меньшего основания — длина OK,  то есть 6,4.

Ответ: 6,4
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 22#105354Максимум баллов за задание: 2

В равнобедренную трапецию, периметр которой равен 20, а площадь равна 20, можно вписать окружность. Найдите расстояние от точки пересечения диагоналей трапеции до её меньшего основания.

Источники: Банк ФИПИ | Сборник И.В. Ященко 2025 г. Вариант 36

Показать ответ и решение

Пусть ABCD  — трапеция с основаниями AD  и BC,  где AD > BC.  Так как трапеция ABCD  равнобедренная, то AB = CD.  Пусть AC ∩BD  =O.

abx54ANHMDBKCO

 

Трапеция ABCD  описанная, значит, по свойству описанного четырёхугольника

AB + CD = BC + AD.

По условию периметр трапеции равен 20, то есть

AB + CD + BC + AD = 20
    2(AB + CD) =20
     AB + CD = 10

Тогда

AB = CD =  10-= 5.
           2

Пусть BC  =a,AD  =b.  Тогда

      1
a+ b= 2 ⋅20 =10.

Опустим высоты CM  и BN.  Так как площадь трапеции равна произведению полусуммы оснований на высоту, то

 BC-+-AD-⋅CM  = 20
    2
(BC + AD )⋅CM = 40
  (a+ b)⋅CM = 40

    10⋅CM  = 40
     CM  = 40
           10
      CM  = 4

Если две прямые перпендикулярны третьей прямой, то они параллельны. Так как CM ⊥ AD  и BN  ⊥ AD,  то CM  ∥BN.

Рассмотрим четырёхугольник NBCM.  В нём BN ∥ CM  и BC ∥ AD  как основания трапеции, следовательно, BC ∥NM.  Тогда NBCM  — параллелограмм и BC = NM  по свойству параллелограмма.

Рассмотрим треугольники ABN  и DCM.  В них AB  = CD,  ∠BAN  = ∠CDM  как углы при основании равнобедренной трапеции, ∠BNA  = ∠CMD   = 90∘.  Тогда прямоугольные треугольники ABN  и DCM  равны по острому углу и гипотенузе. AN = DM  как соответственные элементы. В треугольнике CMD  по теореме Пифагора

CM2 + MD2  =CD2.

Тогда

     ∘ ----------  ∘ ------
MD  =  CD2 − CM2  =  52− 42 =
       √ ------  √-
     =   25− 16=  9 = 3.

Следовательно, AN = MD  = 3.

Значит,

    b= AN + MN  +MD  =

= 3+ MN  +3 = 6+ BC = 6+ a.

Так как a+ b= 10,  то

 a+ 6+ a= 10
2a= 10− 6 =4
    a =2

Найдём AD :

AD = 10− BC = 10− 2= 8.

Проведём высоту KH  трапеции ABCD,  проходящую через точку O,  K ∈ BC,  H ∈ AD.  Так как KH  — высота трапеции, то

KH  = BN = CM  = 4.

Рассмотрим треугольники CBO  и ADO.  В них ∠CBD  = ∠ADB  как накрест лежащие углы при параллельных прямых BC  и AD  и секущей BD,  а ∠AOD  = ∠COB  как вертикальные.

Тогда △ CBO ∼ △ADO  по двум углам. Значит, отношение их соответственных высот равно коэффициенту подобия, то есть

OK--= BC-= 2 = 1.
OH    AD   8   4

Пусть KO  = x.  Тогда OH  = 4− x.

--x--  1
4 − x = 4
4x= 4 − x
  5x = 4
 x = 0,8

Так как расстояние от точки до прямой — это длина перпендикуляра, опущенного на эту прямую из точки, то расстояние от точки пересечения диагоналей трапеции до ее меньшего основания — длина OK,  то есть 0,8.

Ответ: 0,8
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!