Задание №25 — Геометрия
Середина стороны выпуклого четырёхугольника равноудалена от всех его вершин. Найдите , если , а углы и четырёхугольника равны соответственно и .
Проверка решения с помощью ИИ доступна авторизованным пользователям
Решение.
1. По условию точка является серединой стороны и равноудалена от всех вершин четырёхугольника . Это означает, что расстояния от точки до каждой вершины равны: .
2. Так как , точка является центром некоторой окружности, на которой лежат все вершины четырёхугольника и . Следовательно, четырёхугольник вписан в окружность с центром в точке .
3. Поскольку лежит на стороне и , отрезок является диаметром этой окружности. Любой вписанный угол, опирающийся на диаметр, равен . Однако в нашей задаче углы и не равны , так как они являются углами четырёхугольника, а не треугольника, опирающегося на диаметр. Рассмотрим треугольники внутри окружности.
4. Рассмотрим треугольники , и . Все они являются равнобедренными, так как их боковые стороны — это радиусы окружности ().
5. Пусть и .
Тогда в равнобедренном треугольнике углы при основании равны: .
6. Выразим углы и четырёхугольника через введённые переменные:
7. Сумма углов вписанного четырёхугольника, прилежащих к одной стороне , нам не известна напрямую, но мы знаем, что сумма противоположных углов вписанного четырёхугольника равна .
.
.
8. Теперь найдем угол , используя уравнение для угла :
.
9. Рассмотрим треугольник . В нём .
Сумма углов треугольника равна , значит, центральный угол :
.
10. По теореме косинусов для треугольника (где ):
.
11. Сторона является диаметром окружности, поэтому :
.
Ответ:
Источник: ФИПИ