Тема 25. Геометрическая задача повышенной сложности
25.03 Окружности
Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела геометрическая задача повышенной сложности
Решаем задачи

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#47409

Окружности радиусов 36 и 45 касаются внешним образом. Точки A  и B  лежат на первой окружности, точки C  и D  — на второй. При этом AC  и BD  — общие касательные окружностей. Найдите расстояние между прямыми AB  и CD.

Показать ответ и решение

PIC

Пусть O  и Q  — центры меньшей и большей окружности соответственно. Пусть AC ∩ BD = E.  Тогда, так как отрезки касательных, проведенных из одной точки к окружности, равны, то EA = EB,  EC = ED.  Также △ EAO = △EBO,  △ ECQ = △EDQ,  следовательно, EQ  — биссектриса угла ∠E.  Так как △ AEB  равнобедренный, а EN  — биссектриса, то EN  ⊥AB.  Аналогично EK  ⊥ CD.  Следовательно, AB ∥ CD.  Таким образом, требуется найти NK.

Так как радиус, проведенный в точку касания, перпендикулярен касательной, то OB ⊥ BD,  QD ⊥ BD,  следовательно, OB ∥ QD.  Проведем OH  ⊥QD,  тогда OH  ∥BD,  OBDH  — параллелограмм, следовательно, OB = HD.  Рассмотрим прямоугольный треугольник OHQ.  В нем HQ  = 45− 36= 9  и OQ  =45 +36 =81.

Треугольники OHQ  подобен треугольнику DKQ,  так как ∠OQD  — общий, ∠OHQ  = ∠DKQ  = 90∘.  Тогда

OQ-   HQ--      81  -9--
DQ  = KQ    ⇒   45 = KQ   ⇒   KQ = 5

△ DKQ  ∼ BNO,  так как                   ∘
∠DKQ   = ∠BNO  = 90 ,  ∠BON   =∠DQK  как соответственные при параллельных прямых, следовательно,

NO--= BO-  ⇒   NO  = 5⋅36 =4
KQ    DQ              45

Тогда

NK = OQ − KQ  +NO  = 81− 5+ 4= 80
Ответ: 80
Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задания

Баллы

Ход решения верный, получен верный ответ

2

Ход решения верный, все его шаги присутствуют, но допущена арифметическая ошибка

1

Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше

0

Максимальный балл

2

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 2#42344

Окружности радиусов 12 и 20 касаются внешним образом. Точки A  и B  лежат на первой окружности, точки C  и D  — на второй. При этом AC  и BD  — общие касательные окружностей. Найдите расстояние между прямыми AB  и CD.

Показать ответ и решение

Пусть O  и Q  — центры меньшей и большей окружностей соответсвенно. Пусть AC  и BD  пересекаются в точке E.

Так как радиус, проведенный в точку касания, перпендикулярен касательной, то OA ⊥ AC,  OB ⊥ BD,  QC ⊥ AC  и QD ⊥ BD.

Прямоугольные треугольники EAO  и EBO  равны по катету и гипотенузе: OA = OB  =12,  EO  — общая.

В равных треугольниках соответственные элементы равны. Тогда отрезки касательных, проведенные из точки E  к окружности, равны, то есть EA = EB.  Также ∠OEA  = ∠OEB,  следовательно, EO  — биссектриса угла AEB.

Аналогично равны прямоугольные треугольники ECQ  и EDQ,  так как OC  =OD  = 20,  EQ  — общая.

В равных треугольниках соответственные элементы равны. Тогда отрезки касательных, проведенные из точки E  к окружности, равны, то есть EC  =ED.  Также ∠QEC  = ∠QED,  следовательно, EQ  — биссектриса угла CED.

Таким образом, точки E,  O  и Q  лежат на одной прямой.

PIC

Пусть N  — точка пересечения AB  и EO,  K  — точка пересечения CD  и EO.

Треугольник AEB  равнобедренный и EN  — его биссектриса, следовательно, EN  ⊥ AB.  Аналогично EK ⊥ CD.  Значит, AB ∥CD.  Таким образом, в задаче требуется найти NK.

Так как OA ⊥ AC,  QC ⊥ AC,  то OA ∥ QC.  Проведем OH  ⊥QC,  тогда ACHO  — прямоугольник.

Рассмотрим прямоугольный треугольник OHQ.  В нем

pict

Треугольники OHQ  подобен треугольнику CKQ,  так как ∠OHQ  =∠CKQ   =90∘,  ∠OQC  — общий. Тогда

OQ-   HQ--      32  -8--
CQ  = KQ    ⇒   20 = KQ   ⇒   KQ = 5

Аналогично △OHQ  ∼ △ANO,  следовательно,

OQ-= HQ-   ⇒   32= -8-   ⇒   NO = 3
AO   NO        12  NO

Тогда

NK = OQ − KQ  +NO  = 32− 5+ 3= 30
Ответ: 30
Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задания

Баллы

Ход решения верный, получен верный ответ

2

Ход решения верный, все его шаги присутствуют, но допущена арифметическая ошибка

1

Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше

0

Максимальный балл

2

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 3#28216

Точки M  и N  лежат на стороне AC  треугольника ABC  на расстояниях соответственно 12 и 45 от вершины A.  Найдите радиус окружности, проходящей через точки M  и N  и касающейся луча AB,  если            √--
cos∠BAC =  415.

Показать ответ и решение

PIC

Пусть окружность касается луча AB  в точке K.  По теореме о касательной и секущей

   2                            √ -----   √--
AK  = AM  ⋅AN = 12⋅45  ⇒   AK =   12⋅45= 6 15

Запишем теорему косинусов для треугольника AMK   :

                                                 ∘ -----------------------√--
MK2  = AM2 + AK2 − 2⋅AM ⋅AK cos∠KAM    ⇒   MK  =   122+ 12⋅45− 2⋅12⋅6√15⋅ -15= 12
                                                                           4

Значит, треугольник AMK  — равнобедренный (AM  = MK  = 12).  Тогда ∠KAM  = ∠AKM.  ∠AKM  — угол между касательной AK  и хордой MK,  значит, он равен половине дуги, заключённой между ними, то есть ∠AKM  = ∠MNK.  Значит, ∠KAM   =∠AKM   = ∠KNA,  следовательно,

                                √--
cos∠KNA  = cos∠KAM   =cos∠BAC  = -15-
                                 4

PIC

Угол KNA  является углом треугольника, значит,

 ∘             ∘
0 < ∠KNA  < 180   ⇒   sin∠KNA  > 0

Тогда может найти sin∠KNA  :

                                                        ∘ ------  ∘ ---
  2          2                          ∘ -----2-------      15     1-  1
cos ∠KNA  + sin ∠KNA  = 1  ⇒   sin∠KNA  =   1− cos∠KNA   =  1− 16 =   16 = 4

Пусть R  — радиус описанной окружности треугольника KMN.  По теореме синусов для треугольника KMN  :

        KM                  KM        12
2R = sin-∠KNM--  ⇒   R = 2sin∠KNM-- = --1-= 24
                                     2⋅4
Ответ: 24
Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задания

Баллы

Ход решения верный, получен верный ответ

2

Ход решения верный, все его шаги присутствуют, но допущена арифметическая ошибка

1

Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше

0

Максимальный балл

2

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 4#27825

В трапеции ABCD  боковая сторона AB  перпендикулярна основанию BC.  Окружность проходит через точки C  и D  и касается прямой AB  в точке E.  Найдите расстояние от точки E  до прямой CD,  если AD = 8,  BC  =4.

Показать ответ и решение

Продлим боковые стороны AB  и CD  до пересечения в точке S.  Рассмотрим треугольник ASD.  В нем BC  является средней линией, так как BC ∥AD  и BC  = 12AD  по условию. Тогда SB = AB  и SC = CD.

Заметим, что SE  и CD  — касательная и секущая окружности, которая проходит через точки C  и D  и касается прямой AB  в точке E.  Тогда по теореме о касательной и секущей

SE2 = SC ⋅SD = SC ⋅2SC =2SC2   ⇒   SE = SC√2-

PIC

Опустим высоту EF  из точки E  на прямую CD.  Заметим, что треугольники ASD  и FSE  подобны по двум углам: ∠EF S = ∠SAD = 90∘ и ∠ASD  — общий. Тогда

             √ -
EF-= SE- = SC--2 = 1√-- ⇒   EF  = A√D-= 4√2-
AD   SD     2SC     2              2
Ответ:

 √ -
4  2

Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задания

Баллы

Ход решения верный, получен верный ответ

2

Ход решения верный, все его шаги присутствуют, но допущена арифметическая ошибка

1

Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше

0

Максимальный балл

2
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!