Задание №17 — Геометрия

Перпендикуляр, проведённый из точки пересечения диагоналей ромба к его стороне, образует с одной из его диагоналей угол . Сколько градусов составляет острый угол ромба?
Правильный ответ
64
Пояснение
Решение.
1) Пусть — данный ромб, а точка — точка пересечения его диагоналей. Проведём перпендикуляр из точки к стороне . По условию задачи угол между этим перпендикуляром и одной из диагоналей равен . На рисунке этот угол отмечен между и горизонтальной диагональю , то есть .
2) Вспомним важное свойство ромба: его диагонали взаимно перпендикулярны. Это значит, что . Так как точка лежит на стороне , рассмотрим прямоугольный треугольник , где .
3) Рассмотрим прямоугольный треугольник (так как , то ). В этом треугольнике сумма острых углов равна . Нам нужно найти угол , который является частью угла ромба.
4) Заметим, что и в сумме составляют угол между диагоналями, если рассматривать их как смежные углы вдоль прямой, но в данном случае удобнее рассмотреть прямоугольный треугольник . Однако, проще всего воспользоваться тем, что в прямоугольном треугольнике высота , проведённая к гипотенузе, делит прямой угол на два угла, каждый из которых дополняет соответствующий острый угол треугольника до .
5) Из рисунка и свойств перпендикуляра видно, что в прямоугольном треугольнике :
.
Так как диагонали ромба перпендикулярны, — это развёрнутый угол (если рассматривать диагональ целиком), но в контексте треугольника мы видим, что .
Более простой путь: в прямоугольном треугольнике угол и угол дают в сумме . Угол дополняет угол до (так как диагонали ). Значит, .
6) Диагонали ромба являются биссектрисами его углов. Значит, диагональ делит угол пополам. Следовательно, весь угол ромба равен:
.
7) Проверим, является ли этот угол острым. Так как , то это и есть искомый острый угол ромба.
Ответ: 64
Источник: ФИПИ