18

Решение: Диагонали трапеции

ЕГЭ · Математика, профиль · Задание 18 · Планиметрия
ВысокаяФИПИ5259A1Развёрнутое решение≈ 15 минутРазбор в 8 шагов
Условие

Сумма оснований трапеции равна 10, а её диагонали равны 6 и 8.

а) Докажите, что диагонали трапеции перпендикулярны.
б) Найдите высоту трапеции.

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

Пусть основания трапеции равны $a$ и $b$, причём $a+b=10$. Обозначим её диагонали векторами $\vec d_1$ и $\vec d_2$, выходящими из одной вершины.

$$a+b=10$$
2

Для трапеции справедливо векторное равенство, связывающее диагонали и основания:

$$|\vec d_1|^2+|\vec d_2|^2=(a+b)^2+2\vec d_1\cdot\vec d_2$$
3

Подставим длины диагоналей и сумму оснований:

$$6^2+8^2=10^2+2\vec d_1\cdot\vec d_2$$
4

Так как $36+64=100$, получаем:

$$100=100+2\vec d_1\cdot\vec d_2,\qquad \vec d_1\cdot\vec d_2=0$$
5

Скалярное произведение двух ненулевых векторов равно нулю, если они перпендикулярны. Следовательно, диагонали трапеции перпендикулярны.

$$\vec d_1\perp\vec d_2$$
6

Площадь выпуклого четырёхугольника с перпендикулярными диагоналями равна половине произведения их длин:

$$S=\frac{d_1d_2}{2}=\frac{6\cdot8}{2}=24$$
7

С другой стороны, площадь трапеции равна половине произведения суммы оснований на высоту:

$$S=\frac{(a+b)h}{2}=\frac{10h}{2}=5h$$

Приравнивая два выражения для площади, найдём высоту:

$$5h=24,\qquad h=\frac{24}{5}$$
Ответ

Диагонали трапеции перпендикулярны, высота трапеции равна $\dfrac{24}{5}$.

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

Где здесь ошибаются

Неверно использовать формулу площади четырёхугольника через диагонали без доказательства их перпендикулярности.

Забыть, что в формуле площади трапеции используется полусумма оснований.

Сделать вывод о перпендикулярности диагоналей только из равенства $6^2+8^2=10^2$, не связав его с геометрией трапеции.

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.