На страните ВС и CD на квадрата ABCD са взети точките Е и F, като < ЕАF=45°. Отсечките АЕ и AF пресичат диагонала ВD в точките Р и Q. Докажете че
= 2.
Тъй като ъглите DQA и DPA са прави то точките Р и Q лежат на окръжност с диаметър АD. Нека точката F е пресечната точка на тази окръжност със страната ВС (при АВ ≠ АС точката F не съвпада с D). Тогава
Следователно QF || CE. Аналоично се доказва, че FP||BE. Нека M и N – пресечните точки на правите ЕР и EQ със страната ВС.
От трапеца ВEFP е известно, че S
BMP = S
FME. Аналогично от трапеца ЕFQC S
QNC = S
FNE.
Следователно,
S
ABC = SAPMNQ + S
PBM + S
QNC =
= SAPMNQ + S
FME + S
FNE = SAPEQ.
Красиви задачи със спомагателна окръжност
Задача 1:
Всичките ъгли на триъгълника АВС са по-малки от 120°. Да се докаже, че съществува точка, вътрешна за триъгълника, от която всички страни на триъгълника се виждат под ъгъл 120°.
Решение:
Неka на страната ВС на триъгълника АВС построим външен равностранен триъгълник A1BC. Нека Р – пресечната точка на правата AA1 с описаната окръжност на триъгълника A1BC.
Тогава Р лежи на окръжността k описана около A1BC и е вътрешен за АВС.
Затова:
1PC = 180° - 60° = 120°.
<ВРС = <ВРА1 + <СРА1 = 60° + 60° = 180°.
<АРВ = 180° – 120° – 120° = 120°.
Задача 2:
В триъгълника АВС ъглите при върховете В и С са равни на 40°, ВD – ъглополовящата на ъгъл В. Да се докаже, че BD + DA = BC.
Решение:
На продължението на ъглополовящата BD е взета точка Q такава, че точките B и Q са в различни полуравнини спрямо АС и
Нека правите ВА и CQ се пресичат в точка М. Тогава:
o - 40o - 80o = 60o.
<АDQ = 120°
=> Сборът на два срещуположни ъгли в четириъгълника АDQM е 180°, следователно около него може да бъде описана окръжност и точките А, М, Q и D лежат на нея. Тъй като D – пресечната точка на ъглополовящите на триъгълника ВMC, то
Следователно:
DQ = DA и BD + DA = BD + DQ = BQ.
Тъй като
o + 60o = 80o = то триъгълника BQC е равнобедрен. Следователно,
BC = BQ = BD + DA.
Задача 3:
Oт точката А са построени допирателните АВ и АС към окръжност с център О. През точка Х от отсечката ВС е проведена права KL, перпендикулярна на ХО (точките К и L лежат на правите АВ и АС). Докажете, че КХ = КL.
Решение:
От точките В и Х отсечката ОК се вижда под прав ъгъл, следователно точките О, Х, В и К лежат на една окръжност с диаметър ОК.
Следователно:
Аналогично О, Х, L и С лежат на една окръжност и:
Тъй като
Задача 4:
Нека М е пресечната точка на ъглополовящите на вътрешния ъгъл при върха В и външния ъгъл при върха С в триъгълника АВС, а N – пресечната точка на ъглополовящите на външния ъгъл при върха В и ъгъла при върха С. Да се докаже, че средата на МN лежи на описаната окръжност в триъгълника АВС.
Решение:
< NBM – ъгъл между ъглополовящи на два съседни ъгли
=> < NBM = 90°
< NСM – ъгъл между ъглополовящи на два съседни ъгли
=> < NСM = 90°
Нека точка Р е средата на МN. Тъй като
Тогава:
Нека точка Q е пресечната точла на ъглополовящите ВМ и CN. От теоремата за външен ъгъл на триъгълника:
Следователно,
o - o -
Затова <ВРС = <А. Отсечката ВС се вижда под еднакъв ъгъл от точка А и от точка Р и т. А и т. Р лежат в една полуравнина спрямо ВС,
=> точките А, Р, В и С лежат на една окръжност и тази окръжност е описаната около триъгълника АВС.
Спомагателната окръжност при задачите с ъгли
Задача 1:
В триъгълника АВС на страната ВС е взета точка М такава, че ВМ = 2МС и
Решение:
Нека точката О е петата на перпендикуляра, спуснат от точката В към АМ.
Тогава:
OM =
BM = MC, o, o.
Следователно точката О е център на описаната около триъгълника АВС окръжност.
Затова:
o.
<АВС = 75o;
<АСВ = 45o.
Задача 2:
За триъгълника АВС е известно, че < В = 50°, < С = 70°. Намерете ъглите на триъгълника ОНС, където Н е ортоцентъра, а О е центъра на вписаната в триъгълника АВС окръжност.
Решение:
Тъй като
o - o - 50o = 40o,
. 60o = 120o,
o - 30o = 10o,
o - o - 60o = 120o,
то точките B, C, H и O лежат на една окръжност (отсечката BC се вижда от точките О и Н под ъгъл 120°).
Следователно,
o - 70o = 20o,
o - o - 10o - 20o = 150o.
<СОН = 20o,
<ОСН = 10o,
<СНО = 150o.
Тази курсова работа е посветена на спомагателната окръжност като лесен и елегантен начин за решаване на различни видове задачи. В нея са включени и няколко красиви задачи със спомагателна окръжност, както и най-често използваните спомагателни окръжности.
Материалите, теорията и задачите, използвани в тази курсова работа са взети от:
-
http://www.wikipedia.bg/
-
http://zadachi.mccme.ru/