РУҚА
24

Решение: Середина стороны параллелограмма

ОГЭ · Математика · Задание 24 · Четырёхугольники и многоугольники
ПовышеннаяФИПИC7AA3FРазвёрнутое решение≈ 10 минутРазбор в 7 шагов
Условие

Биссектрисы углов $A$ и $B$ в параллелограмме $ABCD$ пересекаются в точке $N$, лежащей на стороне $CD$. Докажите, что $N$ — середина $CD$.

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

Обозначим длину стороны $AB$ через $a$. Пусть $\vec e$ — единичный вектор, направленный вдоль $AB$, а $\vec u$ — единичный вектор, направленный вдоль $AD$.

$$AB=a\vec e,\quad AD=b\vec u$$
2

Направление внутренней биссектрисы угла $A$ задаётся суммой единичных векторов вдоль его сторон, поэтому она имеет направление $\vec e+\vec u$. Направление внутренней биссектрисы угла $B$ задаётся векторами $-\vec e$ и $\vec u$, поэтому равно $-\vec e+\vec u$.

$$AN:\ \vec e+\vec u,\qquad BN:\ -\vec e+\vec u$$
3

Так как точка $N$ лежит на обеих биссектрисах, существуют числа $\lambda$ и $\mu$, для которых её положение можно записать двумя способами.

$$\overrightarrow{AN}=\lambda(\vec e+\vec u),\qquad \overrightarrow{AN}=a\vec e+\mu(-\vec e+\vec u)$$
4

Векторы $\vec e$ и $\vec u$ неколлинеарны. Поэтому приравниваем коэффициенты при них: $\lambda=\mu$ и $\lambda=a-\mu$. Отсюда $2\lambda=a$, то есть $\lambda=\dfrac a2$.

$$\overrightarrow{AN}=\frac a2(\vec e+\vec u)$$
5

Поскольку $N$ лежит на стороне $CD$, а $CD\parallel AB$, существует число $t$ такое, что $N$ получается из точки $D$ переносом на долю $t$ вектора $\overrightarrow{DC}$.

$$\overrightarrow{AN}=b\vec u+ta\vec e$$
6

Сравнивая это равенство с найденным выражением $\overrightarrow{AN}=\dfrac a2\vec e+\dfrac a2\vec u$, получаем $ta=\dfrac a2$, поэтому $t=\dfrac12$.

$$ta=\frac a2\quad\Rightarrow\quad t=\frac12$$

Следовательно, $DN=t\cdot DC=\dfrac12DC$, а значит, $NC=\dfrac12DC$. Поэтому $DN=NC$, и точка $N$ является серединой стороны $CD$.

Ответ

Так как $DN=NC$, точка $N$ — середина $CD$.

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

Где здесь ошибаются

Считать, что из пересечения биссектрис автоматически следует деление стороны пополам, не обосновав это.

Неверно задавать направление биссектрисы угла $B$: оно должно быть пропорционально $-\vec e+\vec u$.

Не использовать условие $N\in CD$ при доказательстве.

Закрепить приёмВ теме «Четырёхугольники и многоугольники» ещё 508 задач — с ответом и таким же разбором.
Тренироваться

Как решать задание 24 ОГЭ, математика

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 «Четырёхугольники и многоугольники»: в ней 509 задач, и у каждой есть такой же разбор. Регистрация не нужна.