РУҚА
25

Решение: Стороны треугольника по медиане

ОГЭ · Математика · Задание 25 · Треугольники
ВысокаяФИПИ994A4DРазвёрнутое решение≈ 15 минутРазбор в 8 шагов
Условие

В треугольнике $ABC$ биссектриса $BE$ и медиана $AD$ перпендикулярны и имеют одинаковую длину, равную $40$. Найдите стороны треугольника $ABC$.

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

Обозначим $AB=c$, $BC=a$, а половину угла $ABC$ — через $\alpha$. Направим ось $Ox$ по биссектрисе $BE$. Тогда стороны $BA$ и $BC$ образуют с этой осью углы $\alpha$.

$$A=(c\cos\alpha,c\sin\alpha),\quad C=(a\cos\alpha,-a\sin\alpha)$$
2

Точка $D$ — середина отрезка $BC$, поэтому $D=\left(\frac{a}{2}\cos\alpha,-\frac{a}{2}\sin\alpha\right)$. Так как $AD\perp BE$, горизонтальная координата вектора $\overrightarrow{AD}$ равна нулю.

$$\frac{a}{2}\cos\alpha-c\cos\alpha=0$$
3

Следовательно, $a=2c$. Вертикальная составляющая вектора $\overrightarrow{AD}$ по модулю равна $\left(\frac a2+c\right)\sin\alpha=2c\sin\alpha$. Поскольку $AD=40$, получаем:

$$2c\sin\alpha=40,\qquad c\sin\alpha=20$$
4

Длина биссектрисы из вершины $B$ равна $\dfrac{2ac\cos\alpha}{a+c}$. С учётом $a=2c$ и $BE=40$ имеем:

$$40=\frac{2\cdot2c\cdot c\cos\alpha}{3c}=\frac{4c\cos\alpha}{3},\qquad c\cos\alpha=30$$
5

Из равенств $c\sin\alpha=20$ и $c\cos\alpha=30$ найдём сторону $AB$:

$$c^2=(c\sin\alpha)^2+(c\cos\alpha)^2=20^2+30^2=1300,\qquad c=10\sqrt{13}$$
6

Так как $a=2c$, получаем $BC=20\sqrt{13}$. Для нахождения $AC$ используем теорему косинусов. Угол $ABC=2\alpha$, причём:

$$\cos 2\alpha=\frac{\cos^2\alpha-\sin^2\alpha}{1}=\frac{30^2-20^2}{1300}=\frac5{13}$$
7

Тогда:

$$AC^2=AB^2+BC^2-2\cdot AB\cdot BC\cos 2\alpha=1300+5200-2\cdot1300\cdot\frac5{13}=4500$$

Следовательно, $AC=30\sqrt5$.

Ответ

AB=10\sqrt{13},\quad BC=20\sqrt{13},\quad AC=30\sqrt5.

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

Где здесь ошибаются

Неверно использовать условие $AD\perp BE$: нужно приравнять нулю составляющую вектора $AD$ вдоль биссектрисы.

Забыть, что $D$ — середина $BC$, поэтому координаты точки $D$ вдвое меньше координат точки $C$.

Использовать в теореме косинусов угол $\alpha$ вместо угла $2\alpha$.

Перепутать длину биссектрисы с длиной медианы.

Закрепить приёмВ теме «Треугольники» ещё 472 задачи — с ответом и таким же разбором.
Тренироваться

Как решать задание 25 ОГЭ, математика

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 «Треугольники»: в ней 473 задачи, и у каждой есть такой же разбор. Регистрация не нужна.