18

Решение: Трапеция и окружность

ЕГЭ · Математика, профиль · Задание 18 · Планиметрия
ВысокаяФИПИB3890AРазвёрнутое решение≈ 15 минутРазбор в 7 шагов
Условие

В трапеции $ABCD$ угол $BAD$ прямой. Окружность, построенная на большем основании $AD$ как на диаметре, пересекает меньшее основание $BC$ в точках $C$ и $M$.

Докажите, что $\angle BAM = \angle CAD$.

Диагонали трапеции $ABCD$ пересекаются в точке $O$. Найдите площадь треугольника $AOB$, если $AB = \sqrt{10}$, а $BC = 2BM$.

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

7 шагов
1

Так как $AD$ является диаметром окружности, угол $ACD$ прямой. Кроме того, $AB \perp AD$ и $BC \parallel AD$, поэтому $AB \perp BC$. Следовательно, $\angle BAM$ дополняет до $90^\circ$ угол между $AM$ и $BC$, то есть $\angle BAM=90^\circ-\angle AMC$.

$$\angle BAM=90^\circ-\angle AMC$$
2

Четырёхугольник $ACDM$ вписан в окружность. Вписанные углы, опирающиеся на хорду $AC$, равны: $\angle AMC=\angle ADC$. В прямоугольном треугольнике $ACD$ имеем $\angle CAD+\angle ADC=90^\circ$. Поэтому $\angle BAM=90^\circ-\angle ADC=\angle CAD$.

3

Для вычисления введём координаты: $A=(0,0)$, $B=(0,\sqrt{10})$, $C=(c,\sqrt{10})$, $M=(m,\sqrt{10})$, где $BM=m$, $BC=c$. Уравнение окружности с диаметром $AD$ показывает, что произведение абсцисс точек пересечения с прямой $BC$ равно $AB^2$:

4

Так как $BC=2BM$, имеем $c=2m$. Тогда $cm=10$, поэтому $2m^2=10$, откуда $m=\sqrt{5}$, а $c=2\sqrt{5}$.

5

Поскольку корни соответствующего квадратного уравнения равны $m$ и $c$, их сумма равна длине основания $AD$. Следовательно, $AD=m+c=3\sqrt{5}$.

6

Диагонали трапеции пересекаются так, что расстояние от точки $O$ до прямой $AB$ равно $\dfrac{BC\cdot AD}{BC+AD}$. Поэтому

Площадь треугольника $AOB$ вычисляется по основанию $AB$ и высоте, равной расстоянию от $O$ до $AB$:

Ответ

а) $\angle BAM=\angle CAD$; б) $S_{AOB}=3\sqrt{2}$.

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

Где здесь ошибаются

Используют значение $AB=10$ вместо указанного на рисунке $AB=\sqrt{10}$.

Путают хорды $BM$ и $CM$ при применении теоремы о пересекающихся хордах.

Забывают, что $BC=BM+CM$, а из условия $BC=2BM$ следует $CM=BM$.

Неверно определяют высоту треугольника $AOB$ относительно основания $AB$.

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 7 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.