РУҚА
18

Решение: Подобие треугольников и окружность

ЕГЭ · Математика, профиль · Задание 18 · Планиметрия
ВысокаяФИПИ2EBDBFРазвёрнутое решение≈ 15 минутРазбор в 8 шагов
Условие

Окружность проходит через вершины $B$ и $C$ треугольника $ABC$ и пересекает $AB$ и $AC$ в точках $C_1$ и $B_1$ соответственно.

а) Докажите, что треугольник $ABC$ подобен треугольнику $AB_1C_1$.

б) Вычислите длину стороны $BC$ и радиус данной окружности, если $\angle A = 45^\circ$, $B_1C_1 = 6$ и площадь треугольника $AB_1C_1$ в восемь раз меньше площади четырёхугольника $BCB_1C_1$.

Открыть задачу и решить самому
Дальше ответЕсли ещё решаете — начните с подсказок: они ведут к ответу, но не выдают его.
К подсказкам

Решение по шагам

8 шагов
1

Так как точки $A$, $B$, $C_1$ лежат на одной прямой, а точки $A$, $C$, $B_1$ — на одной прямой, угол при вершине $A$ общий:

$$\angle BAC = \angle B_1AC_1$$
2

Углы $ABC$ и $AB_1C_1$ равны как вписанные углы, опирающиеся на одну дугу $BC_1$ окружности. Следовательно, треугольники подобны по двум углам:

$$\triangle ABC \sim \triangle AB_1C_1$$
3

Обозначим коэффициент подобия малого треугольника к большому через $k$. Тогда отношение площадей подобных треугольников равно квадрату коэффициента подобия:

$$\frac{S_{AB_1C_1}}{S_{ABC}} = k^2$$
4

Четырёхугольник $BCB_1C_1$ является частью треугольника $ABC$, оставшейся после удаления треугольника $AB_1C_1$. По условию площадь малого треугольника в восемь раз меньше площади четырёхугольника:

$$S_{AB_1C_1} = \frac{1}{8}(S_{ABC}-S_{AB_1C_1})$$
5

Отсюда получаем:

$$8S_{AB_1C_1}=S_{ABC}-S_{AB_1C_1},\quad 9S_{AB_1C_1}=S_{ABC},\quad \frac{S_{AB_1C_1}}{S_{ABC}}=\frac{1}{9}$$
6

Следовательно, $k^2=\frac{1}{9}$, а так как коэффициент подобия положителен, $k=\frac{1}{3}$. Соответствующие стороны треугольников относятся так же:

$$\frac{B_1C_1}{BC}=\frac{1}{3}$$
7

Так как $B_1C_1=6$, длина стороны $BC$ равна:

$$BC=3\cdot 6=18$$

Окружность является описанной около треугольника $ABC$. По теореме синусов $BC=2R\sin\angle A$, поэтому:

$$R=\frac{BC}{2\sin45^\circ}=\frac{18}{2\cdot \frac{\sqrt{2}}{2}}=9\sqrt{2}$$
Ответ

$BC=18$, радиус окружности $R=9\sqrt{2}$.

Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.

Где здесь ошибаются

Используют отношение площадей как отношение соответствующих сторон, забывая возвести коэффициент подобия в квадрат.

Считают площадь четырёхугольника равной площади большого треугольника, не вычитая площадь треугольника $AB_1C_1$.

Применяют теорему синусов без учёта того, что сторона $BC$ лежит напротив угла $A$.

Закрепить приёмВ теме «Планиметрия» ещё 131 задача — с ответом и таким же разбором.
Тренироваться

Как решать задание 18 ЕГЭ, математика, профиль

Разбор этой задачи разложен на 8 шагов: видно, откуда берётся каждое число и где теряется балл. Ответ приведён рядом с выкладками, а не вместо них.

Задача из темы «Планиметрия»: в ней 132 задачи, и у каждой есть такой же разбор. Регистрация не нужна.