В прямоугольном треугольнике ABC точки M и N - середины гипотенузы AC и катета BC соответственно. Точка K лежит на катете BC так, что BK:KC=1:3. а) Докажите, что AN=2KM. б) Пусть P - точка пересечения отрезков AN и KM. Найдите длину отрезка BP, если AB=10,BC=16.
Ваше решениедо 3 баллов
Проверка решения с помощью ИИ доступна авторизованным пользователям
Решение: а) Согласно условию, точки M и N являются серединами сторон AC и BC соответственно. Отсюда следует, что отрезок MN — средняя линия треугольника ABC. Это дает нам два факта: MN∥AB и MN=21AB. Обозначим длину отрезка BK через x. Тогда, исходя из отношения BK:KC=1:3, получаем KC=3x, а вся сторона BC=4x. Так как N — середина BC, то BN=NC=2x. Следовательно, KN=BN−BK=2x−x=x. Учитывая, что MN∥AB и AB⊥BC, заключаем, что MN⊥BC. Рассмотрим прямоугольные треугольники ABN и MNK: в них ∠ABN=∠MNK=90∘. Заметим, что MN=21AB и KN=x=21(2x)=21BN. Таким образом, ΔABN∼ΔMNK по двум пропорциональным катетам. Из подобия следует: MNAB=NKBN=MKAN=2. Из равенства MKAN=2 получаем, что AN=2KM, что и требовалось доказать. б) Пусть прямая BP пересекает MN в точке R. Отметим точку Q — середину отрезка NC. Тогда NQ=QC=x. Заметим, что KN=NQ=x. В треугольнике ACN отрезок MQ соединяет середины сторон AC и NC, значит, MQ — средняя линия. Отсюда MQ∥AN и MQ=21AN. Найдем гипотенузу AN в △ABN по теореме Пифагора: AN=102+82=100+64=164=241. Тогда MQ=21⋅241=41. Поскольку AB=10 и BC=16, имеем 4x=16, откуда x=4. В треугольнике KMQ точка N является серединой основания KQ (так как KN=NQ). Поскольку P лежит на AN, а AN∥MQ, то PN∥MQ. По теореме Фалеса для угла MKQ получаем, что P — середина KM, а NP — средняя линия ΔKMQ. Следовательно, NP=21MQ=241. Из пункта а) мы знаем, что KM=21AN=41. Рассмотрим пары углов при параллельных прямых MN и AB: ∠PAN=∠PNR и ∠PBA=∠PRN как накрест лежащие. Значит, ΔNPR∼ΔAPB по двум углам. Из подобия имеем: APNP=PBPR=ABNR. Вычислим AP=AN−PN=241−241=2341. Тогда коэффициент подобия: APNP=341/241/2=31. Отсюда AP=3NP, PB=3PR и NR=31AB=310. Применим теорему Пифагора к ΔBRN: BR2=BN2+NR2=82+(310)2=64+9100=9576+100=9676. Значит, BR=326. Так как PB=3PR, то BR=BP+PR=BP+31BP=34BP. Итого: 34BP=326⇒4BP=26⇒BP=6,5.