РУҚА
18

Решение: Окружность девяти точек треугольника

ЕГЭ · Математика, профиль · Задание 18 · Планиметрия
ВысокаяФИПИBAD790Развёрнутое решение≈ 20 минутРазбор в 6 шагов
Условие

В треугольнике $ABC$ точки $A_1$, $B_1$ и $C_1$ — середины сторон $BC$, $AC$ и $AB$ соответственно, $AH$ — высота, $\angle BAC = 120^\circ$, $\angle BCA = 15^\circ$. а) Докажите, что точки $A_1$, $B_1$, $C_1$ и $H$ лежат на одной окружности. б) Найдите $A_1H$, если $BC = 4\sqrt{3}$.

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

6 шагов
1

Так как $A_1$, $B_1$ и $C_1$ — середины сторон треугольника $ABC$, треугольник $A_1B_1C_1$ является средним треугольником. Его стороны параллельны сторонам треугольника $ABC$ и равны половинам соответствующих сторон.

2

По теореме о девяти точках окружность, проходящая через середины трёх сторон треугольника, проходит также через основания его высот. Точка $H$ является основанием высоты $AH$, поэтому точки $A_1$, $B_1$, $C_1$ и $H$ лежат на одной окружности.

3

Вычислим угол $B$:

$$\angle B = 180^\circ - 120^\circ - 15^\circ = 45^\circ$$
4

По теореме синусов в треугольнике $ABC$:

$$\frac{AC}{\sin 45^\circ}=\frac{BC}{\sin 120^\circ},\qquad AC=4\sqrt{3}\cdot\frac{\sin45^\circ}{\sin120^\circ}=4\sqrt{2}$$
5

В прямоугольном треугольнике $ACH$ угол $C$ равен $15^\circ$, поэтому:

$$CH=AC\cos15^\circ=4\sqrt2\cdot\frac{\sqrt6+\sqrt2}{4}=2\sqrt3+2$$

Так как $A_1$ — середина отрезка $BC$, имеем $A_1C=\dfrac{BC}{2}=2\sqrt3$. Следовательно:

$$A_1H=CH-A_1C=(2\sqrt3+2)-2\sqrt3=2$$
Ответ

Точки $A_1$, $B_1$, $C_1$ и $H$ лежат на одной окружности; $A_1H=2$.

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

Где здесь ошибаются

Неверно вычисляют угол $B$, забывая, что сумма углов треугольника равна $180^\circ$.

Используют в теореме синусов не ту сторону, которая лежит напротив соответствующего угла.

Путают $CH$ с $A_1H$ и не учитывают, что $A_1$ — середина $BC$.

Доказывают принадлежность точек окружности только для трёх точек, не обосновывая принадлежность точки $H$.

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 6 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.