Середина M стороны AD выпуклого четырёхугольника ABCD равноудалена от всех его вершин. Найдите AD, если BC=19, а углы B и C четырёхугольника равны соответственно 95° и 115°.
Ваше решениедо 2 баллов
Проверка решения с помощью ИИ доступна авторизованным пользователям
Решение.
1. По условию точка M является серединой стороны AD и равноудалена от всех вершин четырёхугольника ABCD. Это означает, что MA=MB=MC=MD.
2. Так как расстояния от точки M до всех вершин равны, точка M является центром окружности, описанной около данного четырёхугольника. При этом отрезок AD является диаметром этой окружности, так как M — его середина и MA=MD=R, где R — радиус окружности.
3. Любой четырёхугольник, около которого можно описать окружность, обладает свойством: сумма его противоположных углов равна 180∘. Следовательно:
∠A+∠C=180∘ ∠B+∠D=180∘
4. Из этих равенств найдём углы A и D:
∠A=180∘−∠C=180∘−115∘=65∘ ∠D=180∘−∠B=180∘−95∘=85∘
5. Рассмотрим треугольник BMC. В нём стороны MB и MC равны радиусу окружности (MB=MC=R), значит, треугольник BMC — равнобедренный. Чтобы найти его углы, сначала найдём углы при основании AB и CD в треугольниках AMB и DMC.
6. Треугольник AMB — равнобедренный (MA=MB=R), поэтому ∠MBA=∠A=65∘.
Тогда ∠MBC=∠B−∠MBA=95∘−65∘=30∘.
7. Аналогично, треугольник DMC — равнобедренный (MD=MC=R), поэтому ∠MCD=∠D=85∘.
Тогда ∠MCB=∠C−∠MCD=115∘−85∘=30∘.
8. В треугольнике BMC сумма углов равна 180∘. Найдём центральный угол BMC:
∠BMC=180∘−(∠MBC+∠MCB)=180∘−(30∘+30∘)=120∘.
9. Применим теорему косинусов для треугольника BMC, чтобы найти радиус R:
BC2=MB2+MC2−2⋅MB⋅MC⋅cos(∠BMC) 192=R2+R2−2⋅R⋅R⋅cos(120∘) Так как cos(120∘)=−0,5, получаем:
361=2R2−2R2⋅(−0,5) 361=2R2+R2 361=3R2 R2=3361 R=319
10. Сторона AD является диаметром окружности, то есть AD=2R:
AD=2⋅319=338=3383.