Вписанная окружность

1 способ.
Центр вписанной окружности лежит на пересечении биссектрис. Так как треугольник правильный, то его биссектрисы также являются высотами и медианами. Пусть \(H\) – точка касания окружности со стороной \(AB\) (то есть \(OH\) – радиус). Следовательно, \(OH\perp AB\) (как часть высоты) и \(OH=\frac13CH\) (как часть медианы, так как медианы точкой пересечения делятся в отношении \(2:1\), считая от вершины).



Если \(AC=2x\), то \(AH=x\), следовательно, \(CH=\sqrt{4x^2-x^2}=x\sqrt3\), тогда \[\dfrac{\sqrt3}6=OH=\dfrac13\cdot CH=\dfrac{\sqrt3}3x\quad\Rightarrow\quad x=\dfrac12\quad\Rightarrow\quad AC=2x=1\]

2 способ.
Площадь правильного треугольника со стороной \(a\) равна \(S=\dfrac{\sqrt3}4a^2\). Тогда по формуле \(S=p\cdot r\), где \(p\) – полупериметр, \(r\) – радиус вписанной окружности, имеем: \[\dfrac{\sqrt3}4a^2=\dfrac{3a}2\cdot r\quad\Rightarrow\quad a=2\sqrt3r=1\]

Для любого многоугольника, в который можно вписать окружность, верно \(S=p\cdot r\), где \(p\) – полупериметр, а \(r\) – радиус вписанной окружности.
Площадь правильного шестиугольника со стороной \(a\) равна \(S=\dfrac{3\sqrt3}2a^2\), полупериметр равен \(3a\), тогда \[\dfrac{3\sqrt3}2a^2=3a\cdot \sqrt3\quad\Rightarrow\quad a=2\]

Для любого многоугольника, в который можно вписать окружность, верно \(S=p\cdot r\), где \(p\) – полупериметр, а \(r\) – радиус вписанной окружности.
\(S_{\text{ромб}}=S=a^2\cdot \sin\alpha\), где \(a\) – сторона ромба, \(\alpha\) – его угол. Следовательно, \(S=a^2\cdot \frac12=\frac12a^2\). Полупериметр ромба равен \(2a\). Тогда \[\dfrac12a^2=2a\cdot 2\quad\Rightarrow\quad a=8\]

Для любого многоугольника, в который можно вписать окружность, верно \(S=p\cdot r\), где \(p\) – полупериметр, а \(r\) – радиус вписанной окружности.
\(S_{\text{ромб}}=S=a^2\cdot \sin\alpha\), где \(a\) – сторона ромба, \(\alpha\) – его угол. Следовательно, \(S=1^2\cdot \frac12=\frac12\). Полупериметр ромба равен \(2\). Тогда \[r=\dfrac Sp=0,25\]

Если в четырехугольник можно вписать окружность, то суммы его противоположных сторон равны. Следовательно, сумма оснований трапеции равна сумме боковых сторон, то есть равна \(9+12=21\). Так как средняя линия трапеции равна полусумме оснований, то ответ: \(21:2=10,5\).

1 способ.
Центр вписанной окружности лежит на пересечении биссектрис. Так как треугольник правильный, то его биссектрисы также являются высотами и медианами. Пусть \(H\) – точка касания окружности со стороной \(AB\) (то есть \(OH\) – радиус). Следовательно, \(OH\perp AB\) (как часть высоты) и \(OH=\frac13CH\) (как часть медианы, так как медианы точкой пересечения делятся в отношении \(2:1\), считая от вершины).



Если \(AC=2x=\sqrt3\), то \(AH=x\), следовательно, \(CH=\sqrt{4x^2-x^2}=x\sqrt3\), тогда \[OH=\dfrac13\cdot CH=\dfrac13\cdot \sqrt3\cdot \dfrac{\sqrt3}2=0,5\]

2 способ.
Площадь правильного треугольника со стороной \(a\) равна \(S=\dfrac{\sqrt3}4a^2\). Тогда по формуле \(S=p\cdot r\), где \(p\) – полупериметр, \(r\) – радиус вписанной окружности, имеем: \[r=\dfrac Sp=\dfrac{\frac{\sqrt3}4\cdot (\sqrt3)^2}{0,5(\sqrt3+\sqrt3+\sqrt3)} =0,5\]

Так как для любого многоугольника, в который можно вписать окружность, верно \(S=p\cdot r\), где \(p\) – полупериметр, а \(r\) – радиус вписанной окружности, то \[S=\dfrac{20}2\cdot 3=30\]