В прямоугольном треугольнике точки и - середины гипотенузы и катета соответственно. Биссектриса угла пересекает прямую в точке
а) Докажите, что треугольники и подобны.
б) Найдите отношение площадей этих треугольников, если
Проверка решения с помощью ИИ доступна авторизованным пользователям
Решение:
а) Исходя из того, что точки и являются серединами сторон и соответственно, отрезок представляет собой среднюю линию треугольника . Отсюда следует параллельность прямых: .
Обозначим величину угла как . Поскольку , накрест лежащие углы при секущей равны, то есть .
В треугольнике углы при основании равны (), что делает его равнобедренным. Значит, . Учитывая, что — середина , получаем равенство .
Так как медиана в треугольнике равна половине стороны, к которой она проведена (), данный треугольник является прямоугольным с прямым углом .
Пусть точка — это точка пересечения прямых и .
Проанализируем подобие треугольников и :
У них есть прямые углы , а углы при вершине равны как вертикальные ().
Следовательно, , откуда вытекает равенство углов .
Так как и , то прямая перпендикулярна .
В треугольнике отрезок одновременно является и высотой, и медианой. Это доказывает, что равнобедренный, и углы при его основании равны: .
Таким образом, треугольники и подобны по первому признаку (по двум углам), так как .
б) Согласно условию, , что эквивалентно .
Воспользуемся тригонометрическим тождеством для косинуса двойного угла: .
Подставим значение: , откуда . Получаем , следовательно, .
Из прямоугольного треугольника имеем: .
Используя подобие , установленное в пункте а), запишем отношение соответствующих сторон: .
Заметим, что . Тогда отношение .
Следовательно, коэффициент подобия для пары треугольников и равен .
Площади подобных фигур относятся как квадрат коэффициента подобия:
.
Ответ:
Источник: ФИПИ