Решебник к экзаменационным задачам по геометрии
Download
Report
Transcript Решебник к экзаменационным задачам по геометрии
Решебник
к задачам экзаменационных
билетов по геометрии
для классов с углубленным
изучением математики
за курс основной
общеобразовательной
школы
учебное пособие
Билет №1
Задача №1. Длина одной из сторон треугольника равна 8, а два из его углов
равны соответственно 30° и 45°. Найти все возможные значения периметра.
Задача №2. Построить треугольник по данным двум углам и биссектрисе при
вершине третьего угла.
,
Дано: Δ АВС, А 30 , В 45 .
Найти: Р Δ АВС.
Дано:
Построение
1) Построим произвольный
подобный
A1 B 1 C 1
искомому,
произвольный
отрезок
взяв
A1 B 1
и
отложив углы и .
2) Построим биссектрису C 1 D 1 a .
3) Проведем
через
D1
прямую
параллельную A1 B 1 до пересечения
с A1 C 1 и C 1 B 1 .
ABC
1
- искомый
Билет №2
Задача №1. В треугольнике АВС углы А и В равны 380 и 860 соответственно.
Найдите углы треугольника, вершинами которого являются точки касания
сторон с вписанной в АВС окружностью.
Задача №2. Доказать, что если в выпуклом четырёхугольнике противоположные
стороны равны, то в этот четырёхугольник можно вписать окружность.
Дано: ABC , A 38 , B 86
Найти: NMK , MNK , MKN .
Решение
По свойству касательных: MB BN ,
MA AK
, NC KC , т.е.
MBN , MAK , KNC
1 2
180 86
47
2
3 4
180 38
71
2
5 6
180 180 38 86
2
62 .
Тогда NMK 180 1 3 180 47 71 62 ;
MNK 180 2 5 71 ;
MKN 180 4 6 47 .
Ответ: NMK 62 , MNK 71 , MKN 47 .
- равнобедренные.
Дано: AB CD BC AD 1
Доказать: в четырехугольник ABCD можно вписать
окружность.
Доказательство.
Точка
пересечения
биссектрис
углов
А
и
В
равноудалена от сторон AD, AB и BC, поэтому можно
провести
окружность
с
центром
в
точке
О,
касающуюся указанных трех сторон. Докажем, что
эта окружность касается также стороны CD и ,
значит,
является
вписанной
в
четырехугольник
ABCD.
Предположим, что окружность вписать нельзя. Проведем биссектрисы углов A и
B, точка пересечения О – центр окружности, касающейся AD, AB, BC. Тогда CD либо
секущая для окружности, либо находится вне ее. Рассмотрим второй случай.
Проведем касательную C D к окружности. C D || CD . Т.к. AB C D - описанный,
то AB C D B C A D 2 , по свойству описанного четырехугольника.
Но B C BC C C
A D AD D D
подставим в
равенство (2)
AB C D BC C C AD D D
C D C C D D BC AD AB
CD C D C C D D
-
чего
, но BC AD AB CD из равенства (1)
быть
не
может
в
четырехугольнике
Предположение не верно.
*Аналогично рассматривается случай, когда CD – секущая.
Вывод: в данный четырехугольник можно вписать окружность, ч.т.д.
C CD D .
Билет №3
Задача №1. Доказать, что точки А, В, С лежат на одной прямой, если
А(-2; 0), В(3;2,5), С(6;4).
Задача №2. Доказать, что четырёхугольник ABCD, вершины которого
имеют координаты А (-2; -3), В (1; 4), С (8; 7), D (5;0) является ромбом.
Найти его площадь.
Дано: А(-2; 0), В(3; 2,5), С(6;4).
Доказать: точки А, В, С лежат на одной прямой.
Доказательство
Запишем уравнение прямой AB и убедимся, что С AB .
1) y kx b - уравнение прямой
0 2 k b 1
2 ,5 3 k b 2
2 1 :
2 ,5 5 k
k 0 ,5
b 2k
b 1
y 0 ,5 x 1
- уравнение прямой АВ.
2) Проверим принадлежность точки С прямой АВ.
4 31
4 4
- верно, значит точки A,B,C лежат на одной прямой, ч.т.д.
Замечание
Уравнение прямой можно записать как уравнение прямой, проходящей через две
точки A и B.
x xA
xB xA
x2
32
y yA
yB yÀ
y
2 ,5
2 ,5 x 5 5 y
y 0 ,5 x 1
Уравнение прямой АВ.
Дано: ABCD – четырехугольник, А (-2; -3), В (1; 4), С (8; 7), D (5;0)
Доказать: а) ABCD – ромб;
б) Найти: S ABCD.
Решение
1) Найдем длины отрезков АВ, CD, AD, BC.
AB
2 1
BC
1 8
CD
8 5
AD
2 5 2
2
2
2
3 4
2
9 49
4 7
49 9
58
7 0
9 49
58
2
2
3 0
2
49 9
58
58
Т.к. AB CD , BC AD , то ABCD – параллелограмм. А т.к. AB BC CD AD ,
то ABCD - ромб. ч.т.д.
2) Найдем площадь ABCD.
I способ. S ABCD 2 S ABC (т.к. ABC ADC по трем сторонам)
По формуле Герона:
S ABC
AC
p p AB p BC
2 8 2
p
3 7
2
AC
100 100
200
2 58
p
200
58
50
2
S ABC
58
58
50 50 58
58
50
S ABCD 20 2 40 (кв. ед ).
II способ. S ABCD
BD 4 2
S ABCD
1
BD AC
2
, AC 10 2
4 2 10
2
2
80
40
2
Ответ: S ABCD 40 (кв. ед ).
50
50
58
58
58 50 50
58
50
85
58
50 2 50
400 20
Билет №4
Задача №1. В окружность вписан одиннадцатиугольник, одна из сторон
которого равна радиусу окружности, а остальные десять сторон равны
между собой. Найдите углы одиннадцатиугольника.
Задача №2. На окружности с центром в точки О выбраны точки M и N.
Вторая окружность вдвое меньшего радиуса касается первой в точке M
и делит пополам отрезок ON. Найдите угол ONM.
Дано: A1A2…A11 – одиннадцатиугольник
А1А2 = ОА1 = r
A2A3 = A3A4 = … = A11A1
Найти: A , A ... А
1
2,
11
Решение
1) Соединим О с вершинами А1, А2, ..., А11.
Т.к. А1А2 = ОА1 = ОА2, то OA 1 A 2 - равносторонний => A1 OA 2 60
2) Т.к. хорды A2A3, A3A4, …, A11A1 равны, то равны и дуги, ими стягиваемые, тогда
A 2 OA 3 A 3 OA 4 ... A11 OA 1
360 60
30
10
3) OA 2 A3 OA 3 A 4 ... OA 11 A1 и равнобедренные, поэтому
3 4 OA 3 A 4 OA 4 A 3 ... OA 1 A11 OA 1 A11
180 30
75
2
Тогда A1 A 2 60 75 135 ; A3 A 4 ... A11 75 2 150
Ответ: 2 угла по 135° и 9 углов по 150°.
r
2
Дано: Окр. O ; r ; Окр. O 2 ; ; OP PN
Найти: ONM
Решение
I способ
OP PN
(по условию) и OO 2
r
2
O 2 M PO 2
- средняя
линия треугольника ONM , значит, PO 2 NM и
ONM OPO
2
как соответствующие углы при PO 2 NM и сек. ON . OO 2 O 2 P , как
радиусы одной окружности, аналогично OM ON OO 2 O 2 M OP PM OO 2 P равносторонний и O 2 PO 60 0 , тогда ONM 60 0
Ответ:
ONM 60
0
II способ.
Пусть r - радиус меньшей окружности, тогда OM 2 r
OK KN r
(т.к. разделен отрезок ON пополам).
Соединим K и M, OKM 90 0 , т.к. опирается на диаметр.
OKM
OK
1
OM OMK 30
0
- прямоугольный.
MOK 60
0
2
В OMN
- высота и медиана OMN - равнобедренный, OM MN
MK
ONM MON 60
0
.
Ответ: ONM 60 0 .
и
Билет №5
Задача №1. Точка F лежит на стороне АВ правильного восьмиугольника ABCDMNPQ
так, что AF=3 2 , FB=
2 . Найдите расстояния от точки F до BC и PN.
Задача №2. ABCDЕF – правильный шестиугольник площади S. Какая фигура
образуется в пересечении треугольников ACE и BDF? Найдите её площадь.
Дано: ABCDMNPQ
AF 3 2
, FB
- правильный восьмиугольник.
2
Найти: FL и FK
Решение
I способ
1) Нахождение радиуса:
Рассмотрим ABO . AO OB R
AB AF FB 3 2
AOB
360
2 4 2
0
45
0
8
По теореме косинусов: AB R R 2 R Cos 45
2
4 2
R
2
R
2
2
2R 2R
2
2
BTO
2
2
2
2
0
2
2
2 32
32
2
2
32 2
2 2
2
2
16 2
2
: OT = r, r 2 16 2 2 2 2 32 16 2 8 24 16 2
2
r
464 2 2 64 2
2) FLB - равнобедренный, т.к. LBF LFB 45 0 (
ABC
180
8 2
0
135 , LBF 45 ).
0
0
8
Пусть
FL x ,
2x
тогда по теореме Пифагора:
2
2
( FB 2 2 ).
x 1
3) LK 2 r
AOT
tg
0
45
2
0
360
82
TB
0
45
2
TB
r
r
tg
45
0
2 2
tg
2
tg
0
45
2
2r
1 Cos 45
0
1 Cos 45
0
4 2
2 1
4 2
2 1
0
2
2 1
2 1
84
1
Тогда FK 8 4 2 1 7 4 2
Ответ: 1 и 7 4 2 .
45
2
2
2
2 1
2
2 1
II способ.
1) A B ... Q
( 8 2 ) 180
6 180
8
Следовательно,
ABN 45
BAN 135 90
135 .
8
45
.
Тогда
, поэтому AN=NB.
2
2) 2AN2= ( 4 2 ) 32 , AN=4
3)
BO 1
BN
ΔABN~ΔBFO1(по
FB
AB
,
BO 1
4
2
двум
, BO1=1
4 2
4) Заметим, что FK1= 2O1N+AQ+BO1=6+1+ 4 2 7 4 2
Ответ: 1 и 7 4 2 .
углам),
следовательно
Дано: ABCDЕF – правильный шестиугольник
Найти: S MNLPQR
Решение
1) Очевидно, что
A B C D E F 60 ,
MNB , NCL ,
тогда
…, AMR - равносторонние
M N ... R 120 ,
MN NL ... MR
( в силу симметрии правильного шестиугольника) MNLPQR –
правильный шестиугольник.
2) MN
1
2
AC
r
3
3
BC tg 30 2 r
2r 3
3
S MNLPQR
S ABCDEF
MN
2
BC
2
4r 3
2
9 4r
2
Ответ: S MNLPQR
1
3
1
3
S MNLPQR
S ABCDEF
1
3
S ABCDEF
Билет №6.
Задача №1. В треугольнике АВС АВ=2, ВС=3 и угол ВАС в 3 раза больше угла
ВСА. Найдите радиус описанной окружности.
Задача №2. В треугольнике АВС из вершины В проведены высота ВН и
биссектриса угла В, которая пересекает в точке Е описанную около
треугольника окружность с центром О. Доказать, что луч ВЕ является
биссектрисой угла ОВН.
Дано:
ABC , AB 2 , BC 3, BAC 3 BCA
Найти: R.
Решение
Пусть BCA , тогда BAC 3 . По теореме синусов:
2 Sin 3 3 Sin
2 3 Sin 4 Sin 3 Sin
3
2 Sin 3 4 Sin 3 Sin
2
6 8 Sin 3
2
3 8 Sin 0
2
3
Sin
2
8
3
Sin
8
R
2 2
3
3
2 2
2 6
3
Ответ: R
2 6
3
.
: Sin
3
Sin 3
2
Sin
2R
.
Дано: ABC
вписан в окружность (O; r), BE –
биссектриса, BH – высота.
Доказать: ВЕ биссектриса угла ОВН.
Решение
I способ
Биссектриса BE и перпендикуляр к стороне AC,
проходящий через ее сторону, пересекает дугу AC в
одной точке – ее середине E, значит, A E E C 1
Q – точка пересечения BO с окружностью, тогда
ABF 90 A 90
1
BC
2
CBQ 90 BQC 90
1
2
2 1 :
BC
, откуда ABF CBQ , A F Q C 2
F E E Q FBE QBE
, значит, ВЕ является биссектрисой угла ОВН, ч.т.д.
II способ
Т.к. AC и BF – пересекающиеся хорды, то
AHB
1
2
BAQ
A B F C A B F C 2 90 180 A B F E E C
BAQ AB FC
- полуокружность, тогда B A Q 180 A B A E E Q
AB FE EC AB AE EQ
FE EQ
.
, т.к. BE – биссектриса, тогда F E E C A E E Q E C A E FBE QBE ,
значит, ВЕ является биссектрисой угла ОВН, ч.т.д.
Билет №7
Задача №1. Доказать, что прямая, проходящая через точку пересечения
продолжений боковых сторон трапеции и точку пересечения её диагоналей,
делит пополам основания трапеции.
Задача №2. Найдите площадь трапеции с боковыми сторонами 13 и 20
и основаниями 6 и 27.
Дано: ABCD – трапеция, AC BD O
Доказать:
КN
делит
пополам
основания
трапеции.
Доказательство
I способ.
Пусть К – точка пересечения боковых сторон трапеции. Обозначим через М и N
середины оснований BC и AD соответственно.
и KMC KND
AD BC BKM AKN
BM
AN
KM
KN
MC
ND
BM
AN
MC
ND
BM
MC
AN
ND
Т.к. любая прямая, проходящая через точку К, делит основания трапеции в одном
и том же отношении (считая от вершины А или В соответственно). Отсюда следует, что
точки К, M, N лежат на одной прямой.
Точно также всякая прямая, проходящая через М делит AD и BC в одном и том же
отношении (считая от А или В), значит, точки M, O, N тоже находятся на одной прямой.
Таким образом, все четыре точки M, N, O, K лежат на одной прямой, ч.т.д.
II способ.
Проведем прямую KN (N – середина AD), докажем, что MB MC .
BKM
AKN
BM
KM
AN
KN
и KMC KND по двум углам ( K - общий, A B , C D )
MC
ND
BM
AN
MC
ND
BM
MC
AN
ND
, т.к. AN ND BM MC M –
середина BC.
Проведем прямую ON.
OBM
OND BOM
BM
MD
ND
ON
MC
NOD , MBO ODN
BM MC
AN
, как накрест лежащие углы)
,ч.т.д.
III способ.
Из теоремы Чевы для AKD и точки О:
KC
DN
CD
NA
AB
1
BK
NA
По теореме Фалеса:
BKM
AKN
BM
KM
AN
KN
DN
BK
AB
1,
тогда DN NA
KC
CD
и KMC KND по двум углам ( K - общий, A B , C D )
MC
ND
BM
AN
MC
ND
BM MC
, ч.т.д.
Дано: ABCD – трапеция, BC=6, AB=13, CD=20, AD=27
Найти: S
ABCD
Решение
I способ
Достроим трапецию до параллелограмма ABFD, тогда
AD BF BC CF CF 27 6 21
и AB FD 13 (по свойству параллелограмма)
По формуле Герона:
S CFD
p p a p b p c
27 27 21 27 20 27 13
Но с другой стороны S CFD
S ABCD
1
2
1
DH CF 126 , CF 21 DH 12
2
DH BC AD 6 6 27 198
Ответ: S ABCD 198 кв.ед.
15876 126
II способ
Заметим, что BC AD AB CD , следовательно в
трапецию можно вписать окружность и высота
трапеции равна двум радиусам.
- прямоугольный. По теореме Пифагора:
ABE
AE
CFD : FD
400 4 r
AE EF FD
169 4 r
2
400 4 r
2
400 4 r
2
6
169 4 r
r
2
2
2
6
400 4 r
2
27
169 4 r
2
2
210
400 4 r
2
441 42 169 4 r
42 169 4 r
169 4 r
2
169 4 r
21
169 4 r
2
169 4 r
: 42
5
25
36
r 6
S ABCD 6 6 27 198
Ответ: S ABCD 198 кв.ед.
2
2
27
2
III способ
ΔABE
и ΔCFD прямоугольные. BE=CF=h. BCEF прямоугольник. BC=EF=6,
AE+FD=AD-EF=27-6=21. Пусть
, из ΔCFD по теореме Пифагора h 2 CD 2 FD 2 , тогда h 2 AB 2 X 2 ,
AB
2
AE
h CD
2
( 21 X ) или h
h
2
2
2
AE=X, FD=21-X. Из Δ ABE по теореме Пифагора
2
2
169 X
2
, h 2 400 ( 21 X ) 2 .
Получим 169 X 2 400 ( 21 X ) 2
169 X
2
400 441 42 X X
42 X 210
X 5.
По теореме Пифагора h 2 AB 2 AE
h
2
169 25
h
2
144
h 12
S ABCD
6 27
2
12 198
(кв.ед.)
Ответ: S ABCD 198 кв.ед.
2
2
IYСпособ :
1) Рассмотрим ΔABE и ΔCFD. Они прямоугольные,
BE = CF (высоты)
2) По теореме Пифагора найдем основания этих
треугольников. Пусть AE=x, FD=y
x2+h2=169
x2+h2=169
y2+h2=400
y2+h2=400
y2-x2=231
(y-x)(y+x)=231
EBCF - прямоугольник. Поэтому EF=BС=6. AE + FD=AD – EF = 27 – 6 = 21. Тогда
21(y-x)=231
y-x=11, следовательно
y2+x2=21
y2+x2=21
y2-x2=11
y2-x2=11
2x=10
x=5, AE=5
3) По теореме Пифагора найдем h.
BE2=CF2=h2=AB2-BE2,
4) S ABCD
169 25
BC AD
BE
2
Ответ: S ABCD 198 кв.ед.
144 12 .
6 27
2
12 198
(кв.ед.)
Билет №8
Задача №1. В круговой сектор с углом 600 помещён круг, касающийся дуги сектора и
обоих радиусов. Найдите отношение площади сектора и площади круга.
Задача №2. Найдите площадь фигуры и длину границ фигуры, являющейся общей
частью двух кругов радиуса R каждый, если расстояние между их центрами также
равно R.
Дано: AOB – круговой сектор, AOB 60 ,
Окр.(О1;r)
Найти:
S AOB
.
S кр
Решение
S AOB
R
360
S кр . r
Тогда
S AOB
O 1 OK
O 1 OK
S кр
R
6r
1
2
60
R
2
6
2
2
2
60 30
2
- прямоугольный, O 1 OK 30 , тогда OO 1 2 r , а OC OO 1 r 3 r .
По теореме о квадрате касательной AO
2
OC OM 3 r r 3 r
2
R
2
3r
2
r
2
R
2
3
Тогда
S AOB
S кр
R
6r
2
2
R
6
2
R
2
3
Ответ:
S AOB
S кр
1
2
R
2r
2
2
1
2
Дано: 1 O 1 ; R , 2 O 2 ; R , 1 2 A, B , O 1 O 2 R
Найти: S
O 1 AO 2 B
,
.
Решение
O 1 A AO 2 O 1 O 2 O 1 AO 2
S O1 AO 2
R
2
4
3
- равнобедренный
S O1 BO 2 S O1 AO 2 B 2
R
2
3
4
AO 1 O 2 60 , AO 1 B 120
S сек . AO 1 B S сек . AO 2 B
R
S O1 AO 2 B 2 S сек . AO 1 B
2
360
R
2
120
3
1
2B
8 R 3 R
2
2
8 R 3 R
2
6
2
3
Длина границы 2 дуги
Ответ: S O AO
R
2
6
4 R
3
2
3
,
4 R
3
3
, тогда дуги
R
180
120
2 R
3
R
2
2
3
Билет №9
Задача №1. Доказать, что площадь прямоугольной трапеции, в которую можно
вписать окружность, равна произведению её оснований.
Задача №2. Радиус окружности, описанной около прямоугольника, равен 5 см. Одна из
его сторон равна 6 см. Найти: а) площадь прямоугольника; б) угол между
диагоналями прямоугольника.
Дано: ABCD – описанная трапеция; а, b – основания
Доказать: S ABCD ab
Доказательство
1) Дополнительное построение: BH DC
HC b a
В BHC : BC
2
BH
BC
2
4 r b a
HC
2
2
2
2
2) ABCD – описанная 2 r BC a b
BC a b 2 r
3) a b 2 r 4 r 2 b a
2
2
4 ar 4 br 4 ab
a b r
ab
*
4) S ABCD
ab
2
2 r a b r ab
- в силу * , ч.т.д.
Дано: ABCD – прямоугольник, AB=6 см,
Окр.(O;R) – описанная, R= 5см.
Найти: S
ABCD
, .
Решение
I способ
А)
Т.к.
Окр.(O;R)
–
описанная,
прямоугольника, ОD=R.
BD 2 R 10 см
BCD : BC
DC
2
BD
2
64 8 (см)
2
S ABCD AB BC 48 (см )
Б) COD : по теореме косинусов
СD
2
OC
Cos
2
OD
50 36
50
2
2 OC OD Cos
14
50
7
25
74
II способ
S
1
2
AC BD sin
,
48
1
10 10 sin
2
48
sin
50
74
≈0,96
Ответ: S ABCD 48 (см2), 74 .
то
О-
точка
пересечения
диагоналей
Билет №10
Задача №1. Высота ромба, проведённая из вершины его тупого угла, делит сторону
ромба в отношении 1:2, считая от вершины его острого угла. Какую часть площади
ромба составляет площадь вписанного в него круга?
Задача №2. Составить уравнение окружности с центром на прямой у=4 и
касающейся оси абсцисс в точке (3; 0). Найти координаты точки пересечения
окружности с прямой у=х.
Дано: ABCD – ромб, BE – высота,
AE
ED
окр.(О; r)-вписанная
S кр
Найти:
.
S ABCD
Решение
1)
AE
ED
2) ABE : BE a
2
1
a
2
9
3) 2 r
2 2a
2a
, r
3
S ABCD
Ответ:
S кр
S ABCD
2 a 3
2
S кр
4)
3
3 2
9 2 2a
2
8a
2
2 2a
9
, S кр
3 2
3
2 a
9
2
1
AE
2
, S ABCD a
1
a
3
2 2a
3
AB
AD a
1
2
,
Решение
А)
x
Уравнение
x0
2
y y0
окружности
2
r
2
имеет
вид
, где x 0 ; y 0 - центр
окружности, r – ее радиус.
Т.к. О0 лежит на прямой y 4
касается оси абсцисс в точке
и
3 ; 0 , то
r 4 , x 0 3, y 0 4
x 32
y 4 16
2
- уравнение окружности
Б) y x - биссектриса I и III координатных углов. Координаты точки пересечения
этой прямой с окружностью найдем, решив систему уравнений:
y x
2
2
x 3 y 4 16
x
2
2x
D
6x 9 x
2
2
8 x 16 16
14 x 9 0
49 18 31
4
x1
7
31
2
, x2
7
2
7
Т.к. y x , то A
31
31
;
7
2
7
Ответ: A
31
2
;
31 7 31 7 31
, B
;
2
2
2
7
31 7 31 7 31
, B
.
;
2
2
2
Билет №11
Задача №1. Центр описанной около треугольника окружности симметричен центру
вписанной окружности относительно одной из сторон треугольника. Найти углы
этого треугольника.
Задача №2. В треугольнике АВС на стороне АС взята точка М такая, что АМ=
АС, а на стороне ВС – точка К такая, что ВК=
делит отрезок АК?
ВС
3
2
5
. В каком отношении отрезок ВМ
Дано: ABC , окр.(О;R) – описанная, окр.(J;r) –
вписанная.
Найти: A , B , C .
Решение
Т.к. центры вписанной и описанной окружностей
симметричны относительно стороны треугольника, то
центр описанной окружности лежит вне ABC ABC
- тупоугольный.
Заметим: J – центр вписанной окружности и О – центр описанной окружности
лежат на диаметре. Т.к. диаметр перпендикулярен хорде, то AM MB CM
ABC
и CM AB , значит, ABC - равнобедренный.
Дополнительные
построения:
B CAA 1 BAA 1 ABB
1
CBB
1
AA 1 и BB 1
-
биссектрисы
A B 1 B 1 C C A1 A1 B
.
Дополнительное построение: AO Окр O ; R K .
AJM
- медиана
= AMO ( JM MO , т.к. J и O – симметричны относительно М,
JMA AMO 90 , AM
- общая). Значит BAK BAA 1 A1 B B K .
AK – диаметр, т.к. проходит через центр окружности
180
1
A K 180 , B K A1 B
36 CAB 2 BAA 1 2 A1 B 36 B
5
2
C 180 36 2 108
Ответ: A B 36 , C 108 .
,
A
и
2
Дано: ABC , M AC , АМ= АС, K BC ,
5
ВК=
ВС
.
3
Найти:
AN
.
NK
Решение
1) Проведем через вершину А прямую, параллельную BC. L BM l
Пусть BK d BC 3 d
2) AML ~ CMB (т.к. 1 2 , 3 4 )
AL
BC
AM
MC
2
AL 2 d
3
3) LAN ~ BKN (по двум углам), тогда
Ответ:
AN
NK
2.
AN
NK
AL
BK
2
Билет №12
Задача №1. Длины диагоналей ромба пропорциональны числам 3 и 4, его сторона
равна 20 см. Найти: а) длины диагоналей; б) радиус окружности, вписанной в ромб.
Задача №2. Найти площадь равнобедренной трапеции, у которой основания равны 8
и 18 см, а боковая сторона равна средней линии.
Дано: ABCD – ромб,
BD
AC
3
, AB 20
4
Найти: AC , BD , r .
Решение
А) ABCD – ромб, значит BD AC и BO OD , AO OC
AOB : AO
AO
BD
3
AC
AO
AO
4
2
9
2
BO
1 .5
2
400
AO
2
, т.е. BO
BO
BO
2
2
2
AB
400
1 . 5 AO
2
3
AO
4
16
AO
2
16
2
AO 16
AC 2 AO 32
BO
3
4
см
см
AO 12 см, тогда BD 2 BO 24 см
Б) ABCD – описанный S
S ABCD
r
1
2
2 S ABCD
P
BD AC
1
2 384
4 20
P r
2
32 24 384
2
1
9 ,6
(см2)
(см)
Ответ: AC 32 см , BD 24 см ; r 9 , 6 см
2
Дано: ABCD –трапеция, BC 8 см, AD 18 см,
MN – средняя линия, AB MN CD
Найти: S
ABCD
.
Решение
Т.к. MN – средняя линия, то MN
1
2
BC
Т.к. ABCD – равнобедренная, то AH
AD 13 AB CD
AD BC
18 8
2
ABH
2
: по теореме Пифагора: BH 169 25 12 (см)
S ABCD
1
2
BC
AD BH
1
2
12 8 18 156
Ответ: S ABCD 156 см2
(см2)
5 (см)
Билет №13
Задача №1. В равнобедренном треугольнике АВС
АС=b, AB=BC=a, AN и СМ –
биссектрисы углов А и С. Найти длину отрезка MN.
Задача №2. Гипотенуза прямоугольного треугольника делится на отрезки 5 см и 12
см точкой касания этого треугольника со вписанной в него окружностью. На какие
отрезки делит катет треугольника биссектриса его меньшего угла?
Дано: ABC , AB BC a , AC b , AN и MC –
биссектрисы A и C
Найти: MN
Решение
1) Пусть BM BN x , тогда
AM CN a x
CM – биссектриса
x
a
x
a x
a
, откуда a 2 ax bx
b
2
ab
2) С другой стороны ABC ~ MBN ( B - общий,
MB
BA
MN
b
x
MN
a
a
2
MN
bx
a b
a a b
ab
a b
Ответ: MN
ab
ab
BN
BC
x
a
)
Дано: ABC - прямоугольный, BD – биссектриса, окр.(О; r),
E, K, M – точки касания, AM 5 см, MB 12 см
Найти:
AD
DC
Решение
Пусть CK x , тогда AC x 5 , BC x 12 , AB 17
По теореме Пифагора:
5 x 2
2x
x
2
2
x 12 17
2
2
34 x 120 0
17 x 60 0
D 289 240 529
- не удовлетворяет условию
x1 3 , x 2 0
Итак, AC 8 см, CB 15 см.
По свойству биссектрисы угла:
AD
DC
Ответ:
AB
BC
AD
DC
17
15
17
15
Билет №14
Задача №1. Постройте отрезок длины a 2 b 2 ab , где a >b, если a и b – длины
двух отрезков.
Задача №2. Постройте треугольник по трём точкам касания его сторон с вписанной
в треугольник окружностью.
Дано: отрезки a и b.
Построить: отрезок длины a 2 b 2 ab
Построение
1) с a 2 b 2
AO=
ab
2
2) p ab
3) x c 2 p 2
x – искомый отрезок
Билет №15
Задача №1. Найти площадь треугольника, если его стороны соответственно равны
10 ,
17
,
29 .
Задача №2. С помощью теоремы Чевы доказать, что биссектрисы треугольника
пересекаются в одной точке.
Дано: ABC , AC 10 , AB 29 , BC 17
Найти: S
ABC
Решение
I Способ
AB – большая сторона ABC .
По теореме косинусов: 29 10 17 2 10 17 CosC , CosC
2
2 170
SinC
1
1
170
13
170
, S ABC
1
2
ab SinC
1
2
10 17
13
170
6 .5
1
170
II Способ
Проведем высоту CH. Пусть AH= X, HB= 29 X , тогда по теореме Пифагора из
ΔCHB CH2 = BC2 - HB2=17 - ( 29 X )2, а из Δ AHC CH2 = AC2 - AH2=10 X
( 10 X )
10 X
2X
X=
2
2
= ( 17 ) 2 ( 29 X ) 2
=17 – 29 + 2 29 X X
2
29 22
11
29
CH= 10
121
29
13
, SABC=
29
Ответ: SABC = 6,5 кв.ед.
1
2
AB CH
1
2
29
13
29
6 ,5
2
Откуда
Дано: ABC , AA1, BB1, CC1 – биссектрисы
Доказать:
биссектрисы
треугольника
пересекаются в одной точке.
Доказательство
По теореме Чевы должно выполняться
равенство:
BA 1
A1 C
CB 1
AC 1
1
B1 A C 1 B
По свойству биссектрисы угла:
BA 1
A1 C
AB
AC
Получим:
;
CB 1
B1 A
AB
AC
BC
AB
BC
AB
AC
BC
;
AC 1
C1B
1,
AC
BC
значит, биссектрисы пересекаются в одной точке, ч.т.д.
Билет №16
Задача №1. АВСD – квадрат со стороной а. вершины С, А и В являются
серединами отрезков BM, ND и DF соответственно. Найдите радиус
окружности, описанной около треугольника NFM.
Задача №2. Площадь прямоугольника равна 520 м2, а отношение его сторон
равно 2:5. Найти периметр данного прямоугольника.
Дано: ABCD – квадрат, AB=a; C, A, B – середины BM, ND,
DF.
Найти: R.
Решение
FMN
- равнобедренный, т.к. MN MF
AD AB a FN 2 a , MK 3 a
1
S NFM
LFM
S
3a 2 a 3a
2
2
- прямоугольный MN MF a 2 9 a 2 a 10
abc
R
4R
Ответ: R
abc
4S
5a
3
.
2 a a 10 10
2
4 3a
2
5a
3
(по построению)
Дано: ABCD – прямоугольник, S 520 м2,
a
b
Найти: P
2
.
5
.
ABCD
Решение
a
b
2
a
5
5
S ab
2b
5
По условию
2b
2
520 , b
2
520 5
2
5
1300
P 2 a b 2 10 13 4 13 28 13
Ответ: P 28 13 .
(м)
2b
b
2b
2
5
, b 10 13 (м). Тогда a
2 10 13
5
4 13
Билет №17
Задача №1. Найдите угол между векторами a и b , если a 4 , 2 a 5 b 17 ,
3 a 2 b 2 a 3 b 42
Задача №2. Дано:
.
a 5
, b 4 , a b 3 . вычислите a 2 b .
Дано: a 4 , 2 a 5 b 17 , 3 a 2 b 2 a 3b 42 .
Найти: ( a ˆ; b )
Решение
a b
Cos a ^ b
a b
По условию 2 a 5 b 17
2 a 5b
2 a 5b
2
2 a 5 b
2 a 5b
2
2
2
2
2
4 a 20 a b 25 b 64 20 a b 25 b 289
1
По условию 3 a 2 b 2 a 3b 42
3 a 2 b 2 a 3b 6 a 5 a b 6 b
2
2
96 5 a b 6 b 42
2
25 y 20 x 225
Пусть b 2 y , a b x , тогда получим систему:
6 y 5 x 54 4
+
20 x 25 y 225
20 x 24 y 216
49 y 441
2
y 9 , т.е. b 9 b 3
5 x 54 6 y 54 54 0
x 0, a b 0
0
0 , значит, ( a ^ b ) 90
Итак Cos a ^ b
4 3
Ответ: ( a ^ b ) 90
Задача №2. Дано:
, b 4 , a b 3 . вычислите a 2 b .
Дано: a 5 , b 4 , a b 3 .
Найти: a 2 b .
a 5
Решение
a 2b
a 2b
По условию
ab
2
2
2
2
a 4 a b 4b
ab 3 ab
2
25 64 4 a b
9
2
2
a 2 a b b 25 16 2 a b 41 2 a b 9
a b 16
Получим: a 2 b
Ответ: a 2 b 5
99 4 16
25 5
Билет №18
Задача №1. Постойте отрезок
a
2
c
, где а и с – длины данных отрезков.
Задача №2. По данным четырём отрезкам a, b, c, d постройте трапецию с
основаниями a и b. При каком соотношении между длинами этих отрезков это
невозможно?
Дано: отрезки a и c
Построить: x
a
2
c
Решение
Заметим, что равенство x
a
2
равносильно уравнению
c
x
a
a
c
. Для построения отрезка x
выполним следующие операции:
1) На одной стороне произвольного угла от его начала откладываем отрезки c и a;
2) На второй стороне угла откладываем отрезок а;
3) Проводим прямую через концы отрезков с и а и параллельно ей проводим прямую через
конец отрезка а;
4) Получившийся отрезок х – искомый (по теореме Фалеса).
Дано: отрезки a, b, c, d.
Построить: трапецию, где a b
Построение
1) Построим CDE со сторонами c, d, a-b
2) Достроим получившийся треугольник до параллелограмма
a-b
3) Достроенная часть параллелограмма – искомая трапеция.
Билет №19
Задача №1. Найдите острые углы треугольника АСВ, если АСВ=900, АС=2 3 ,
ВК=1, где СК – высота треугольника.
Задача №2. В треугольник АВС вписана окружность. С1, В1 – точки её касания со
сторонами АВ и АС соответственно;
АС1=7, ВС1=6, В1С=8. найдите радиусы
вписанной и описанной около треугольника АВС окружностей.
Дано: ABC - прямоугольный, С 90 ,
AC 2 3 , BK 1 , СК – высота
Найти: A , B .
Решение
Пусть AK x , тогда по теореме о высоте, опущенной из вершины прямого угла
AC
2
AK AB
x x 1 2 3
2
x x 12 0
2
x1 4 ABC
не удовлетворяет условию задачи, x 2 3 AK 3 AB 4 .
: SinB
2 3
4
3
B 60 A 90 60 30
2
Ответ: A 30 , B 60 .
Дано: ABC , AC 1 7 , BC 1 6 , B 1 C 8 , C 1 и B 1
- точки касания Окр O ; r
Найти: r , R .
Решение
AC 1 AB 1 7
, BC 1 BA 1 6 , B 1 C A1 C 8 , как
отрезки касательных, выходящих из одной точки.
Тогда AB 7 6 13 , BC 6 8 14 ,
AC 7 8 15
По формуле Герона: S
S pr r
S
84
p
S
abc
4R
R
21 21 13 21 14 21 15 84
4
21
abc
13 14 15
4S
Ответ: r 4 , R 8 ,125
, p
4 84
65
8
8 ,125
13 15 14
21
2
, с другой стороны
Билет №20
Задача №1. Найдите площадь треугольника с вершинами А(1; 4), В(-3; -1),
С(2; -2).
Задача №2. Даны координаты вершин треугольника АВС: А(4; 6), В(-4; 0),
С(-1; -4). Написать уравнение прямой, содержащей медиану СМ.
Дано: А(1; 4), В(-3; -1), С(2; -2).
Найти: S
ABC
Решение
I способ
1 3 2
1) AB
BC
5 1
AC
1 6
2
2
2) В ABC
AB
2
BC
2
37
- большая сторона. По теореме косинусов:
AC
2
41 26 37 2
CosC
SinC
2 BC AC CosC
2
26 37 CosC
22
2 26 37
1 Cos C
3) S ABC
2
1
2
26
AB
4 1
11
26 37
962 121
26 37
AC BC SinC
2
Ответ: S ABC 14 ,5 кв.ед.
1
2
841
26 37
26 37
29
26 37
29
26 37
29
2
14 ,5 кв.ед.
41
II способ
1) AB
1 3 2
BC
5 1
AC
1 6
2
Н
1
2) S ABC
AC BH .
2
Из ABH : BH
Из BHC : BH
BC
Тогда,
2
AB
2
AB
AH
2
AH
BC
2
2
AB
2
AH
HC
2
HC
2
2
BC
2
HC
2
2
41 AH
2
26 ( 37 AH )
41 AH
2
26 37 2 37 AH AH
2
2
2 37 AH 52
AH
26
.
37
BH
( 41 ) (
2
26
)
2
41
1
2
AC BH
1
37
37
S ABC
676
37
2
Ответ: S ABC 14 ,5 кв.ед.
29
37
841
37
29
2
29
37
14 ,5 êâ .åä .
2
2
4 1
2
26
37
41
Дано: ABC , А(4; 6), В(-4; 0), С(-1; -4), СМ – медиана.
Решение
IСпособ: Т.к. М – середина ВА, то x M
yM
yA yB
2
6
3
2
xA xB
2
44
0
2
, M 0 ;3 .
Уравнение прямой СМ имеет вид y kx b .Так как. прямая проходит через
точки С и М, то координаты этих точек удовлетворяют уравнению прямой.
4 k b
k 3 4 7
b 3
3 b
Уравнение медианы СМ имеет вид y 7 x 3
Ответ: y 7 x 3 .
Замечание:
Т.к. М – середина ВА, то x M
xA xB
44
2
2
0 , yM
06
2
3
yA yB
2
, M 0 ;3 .
Уравнение прямой СМ можно записать как уравнение прямой, проходящей через две
X XC
точки C и M : X M X C
X 1
1
Y 4
34
Y YC
Y M YC
, 7X 7 Y 4, Y 7X 3
Ответ: y 7 x 3 .
Билет №21
Задача №1. Найдите площадь квадрата, вписанного в ромб со стороной 6 см и углом
300 (сторона квадрата параллельна диагонали ромба).
Задача №2. Найдите длину отрезка, параллельного основаниям трапеции (их длины a
и b) и делящего трапецию на два подобных четырехугольника.
Дано: ABCD – ромб, AB 6 , A 30 , MNKL – вписанный
квадрат.
Найти: S
MNKL
.
Решение
I Способ. Пусть PK x - половина стороны квадрата.
Дополнительные построения: диагонали AC и AB.
1) AOB - прямоугольный, OAB 15
Sin 15
OB
OB 6 Sin 15
6
Cos 15
OA
OA 6 Cos 15
6
2) AP AO OP 6 Cos 15 x
APK ~ AOB
x
6 Sin 15
(по двум углам)
6 Cos 15 x
6 Cos 15
x
OB
6
x Cos 15 Sin 15 6 Cos 15 x
x Cos 15 x Sin 15 6 Sin 15 Cos 15
AP
OA
x Sin 15 Cos 15
3
2
Пусть Sin 15 Cos 15 t
Sin 15 Cos 15 2
t
1 2 Sin 15 Cos 15 t
2
2
Sin 30 t 1
2
1
1
t
2
2
3
t
2
x
3
2
x
3
2
3
2
Сторона квадрата NK 2
Ответ: S MNKL 6
3
2
, S MNKL 4
3
2
6
II Способ
Пусть PK x
1
MK
2
, где MK - сторона квадрата. ΔABD ~ ΔNAK (по двум углам:
<NAK-общий, <ANK = <ADB как соответственные углы при параллельных прямых NK и
DB
DB и секущей AB)
NK
AD
NA
AO
.
AP
По теореме косинусов DB= AD 2 AB 2 2 AD AB COS DAB
DB= 36 36 2 36
3
36 ( 2
3) 6 2
3
2
1
DO= DB 3 2 3 , тогда по теореме Пифагора
2
AO
DA DO
2
2
36 9 ( 2 3 )
ΔDAO ~ ΔANP (по двум углам)
DO
NP
36 18 9 3 18 9 3
AO
AP
AD
AN
, AP=AO-PO
9(2
DO
NP
3) 3 2
AO
AO PO
3
3 2
3
3 2
X
3 2
3
3 X
93 2
3X 3 2
3X ( 2
3
2
3X
3) 9
По формуле сложного радикала:
A
A
B
A B
A
2
2
2
3
3
1
2
2
3
3
1
3
3
2
6
3
2
(кв.ед.)
Ответ: S MNKL 6 (кв.ед.)
1
2
2 3
3
X=PK MK=2PK=2 2
S MNKL 4
,
2
2
2
,
3(
3
2
2
2
2
X
A B
6
2
6,
3
2
1
2
)
6
2
.
Дано: ABCD – трапеция, BC a , AD b ,
BCNM
~ MNDA
Найти: MN .
Решение
Т.к. подобными четырехугольниками называются
четырехугольники, у которых все углы
соответственно равны и стороны пропорциональны,
то из
BCNM
~ MNDA
BC
MN
MN
2
MN
ab
ab
Ответ: MN
ab .
MN
AD
a
MN
MN
b
Билет №22
Задача №1. Найдите площадь фигуры, ограниченной дугами трёх попарно
касающихся окружностей радиусов 1, 1 и
2
-1.
Задача №2. Круги радиусов 1, 6 и 14 касаются друг друга. Найдите радиус
окружности, вписанной в треугольник с вершинами в центрах данных кругов.
Дано: Окр(О1;1), Окр(О2;1), Окр(О3; 2 1 ), А, В, С –
точки касания.
Найти: S заштрихованной фигуры.
Решение
1) S S O O O S O BA S O
1
2
3
1
2 BC
S O 3 AC
, причем
S O1 BA S O 2 BC
2) Рассмотрим O 1 O 2 O 3
, O1O 3 O 3 O 2
O1O 2 2
2 2
2
CosO
3
2
2 2
1
Тогда S O O O
1
2
3
4
2
2 11
2
0 O 3 90
2 1 кв.ед.
2
2
3) В O 1 O 2 O 3 O 3 90 , а O 1 O 2 45 , т.к. O 1 O 2 O 3 - равнобедренный.
А) S ACO
2 1
360
3
Б) S ñåêò .O BA S ñåêò . BO
1
4) S 1
2
32 2
2C
2
1
360
3 2 2
2
45
4
2
8
4
4 3 2 2
8
2
2 2 2 1
4
4
Ответ: S 1
90
(кв.ед.)
4
1
2
2
(кв.ед.)
Дано: Окр(О1;1), Окр(О2;6), Окр(О3;14), А, В, С – точки
касания.
Найти: r.
Решение
В O 1 O 2 O 3 : O 1 O 2 7 , O 1 O 3 15 , O 3 O 2 20 .
S pr
, где p
По формуле Герона:
S
21 14 1 6 7 3 2 42 , тогда r
S
p
Ответ: r 2 .
42
21
2
7 20 15
2
21
Билет №23
Задача №1. Докажите, что биссектриса АА1 треугольника АВС вычисляется по
2 АА АС Cos
формуле: АА1=
AB AC
A
2 .
Задача №2. Докажите, что медиана треугольника со сторонами a, b, c, проведённая к
стороне а, вычисляется по формуле: m a
α
2
2b
2
2c
4
2
a
2
.
Дано: ABC , AA 1 - биссектриса.
2 АА АС Cos
Доказать: АА1=
Доказательство
S ABC
1
AB AC Sin
2
S ABC S ABA 1 S A1 AC
1
2
1
2
1
2
AC AA 1 Sin
AA 1 Sin
AA 1 Sin
2
2
2
1
1
2
AB
AC
1
AB
AC
1
Sin
2
AB
2 AB AC Cos
AB AC
2
AB
2
AC
AB AC Sin
AB AC 2 Sin
2
Cos
AC
2
2
AA 1
AB AA 1 Sin
AA 1 Sin
2
AB AC 2 Sin
AA 1
, где <BAC =ά
2
2
2 , ч.т.д.
Cos
2
AB AC
A
2 .
Дано: ABC , а, b, c –стороны, m a
Доказать: m a
2
2b
2
2c
2
a
- медиана.
2
.
4
Доказательство
I способ.
Рассмотрим векторы A B , A A1 , A C , A1 – середина ВС, значит A A1
1
2
A B A C .
Заметим, что A A1 m a
AA 1
2
2
1
1
A B A C A B 2 A B A C A C
4
2
2
c 2 bcCosA b
2
2
2 b 2 c b c 2 bcCosA
2
2
4
2
1 c 2 2 bcCosA b 2
4
2
2
2 b 2 c b c 2 bcCosA
2
4
2b 2c a
2
2
2
, ÷.ò .ä .
II способ.
1) Рассмотрим ABA 1 : пусть BA 1 A
c
2
ma
a
2
4
m a aCos
1
2) Рассмотрим CBA 1 :
b
2
2
ma
2
b ma
2
a
2
4
a
m a aCos 180
2
4
m a aCos
2
3) 1 2 : b 2 c 2 2 m a
2
a
2
2
2
4
2
4
2
2
2b 2 c a
2
, откуда m a
2
2
4
2
, ч.т.д.
Билет №24
Задача №1. Найти острые углы прямоугольного треугольника, если медиана,
проведённая к его гипотенузе, делит прямой угол в отношении 1:2.
Задача №2. Доказать, что биссектриса прямого угла прямоугольного треугольника
делит пополам угол между медианой и высотой, проведёнными к гипотенузе.
Дано: ABC , CO – медиана,
1
2
1
2
Найти: A , B .
Решение
О – центр описанной окружности, т.к. О – середина
гипотенузы.
2 2 1 .
ACB 1 2 1 2 1 3 1 .
1 ACO
1
90 30
3
AOC
- равнобедренный, AO OC R A 30
2) Аналогично OCB 60 B 60
Ответ: A 30 , B 60 .
Дано: ABC - прямоугольный, CH –
высота, CK – биссектриса, CC1 – медиана.
Доказательство
1) Т.к. ABC - прямоугольный, то центр описанной окружности лежит на середине
гипотенузы, т.е. в точке C 1 (т.к. CC 1 – медиана), AC 1 C 1 B CC 1 R
2) ACH ~ CHB 3 2 , но 2 1 , т.к. CC 1 B - равнобедренный 1 3
3) ACK KCB , т.к. CK – биссектриса, тогда
4 ACK 3 KCB 1 5 4 5 , ч.т.д.
Данное пособие представляет решебник к заданиям
практической части и имеет целью помочь учащимся в
подготовке к итоговой аттестации.
В его содержание вошли решения авторов разработки
и их учеников.
Все задачи сопровождаются рисунками,
позволяющими лучше понять условие, представить
соответствующую геометрическую ситуацию,
наметить план решения, при необходимости провести
дополнительные построения и вычисления. Многие
задачи решены несколькими способами.
Пособие может быть полезным учащимся
математических классов, а также учителям
математики и студентам физико-математических
факультетов педагогических ВУЗов.