Рассмотрим задачи, при решении которых мы будем использовать подобие треугольников.
Уделим внимание как базовым задачам, так и задачам посложней.
В конце статье вы найдете задачи для самостоятельной работы
Задача 1. Через точки М и N, принадлежащие сторонам АВ и ВС треугольника ABC соответственно, проведена прямая МN, параллельная стороне АС. Найдите длину СN, если ВС = 6, МN = 4 и АС = 9.
Решение: + показать
Треугольники $MBN$ и $ABC$ подобны по I признаку, так как
1) у треугольников $MBN$ и $ABC$ угол $B$ – общий и
2) в силу параллельности прямых $MN$ и $AC$ соответственные углы $BMN$ и $BAC$ равны.
Из подобия треугольников вытекает пропорциональность соответствующих сторон:
$\frac{BN}{BC}=\frac{MN}{AC}=\frac{MB}{AB};$
Обозначим $NC$ за $x$. Соответственно, $BN=6-x$ согласно условию. Тогда
$\frac{6-x}{6}=\frac{4}{9};$
$9(6-x)=6\cdot 4;$
$x=\frac{10}{3};$
Ответ: $\frac{10}{3}.$
Задача 2. Прямая, параллельная основанию треугольника, делит его на треугольник и трапецию, площади которых относятся как 4:5. Периметр образовавшегося треугольника равен 20 см. Найдите периметр данного треугольника.
Решение: + показать
ПО условию $S_{DBE}:S_{ADEC}=4:5$, тогда $S_{DBE}:S_{ABC}=4:9$ (на $S_{DBE}$ приходится 4 части, на $S_{ABC}$ – 4+5=9 таких же частей).
Но треугольники $DBE$ и $ABC$ подобны по двум углам. Так как площади треугольников находятся в отношении $4:9$, то коэффициент подобия треугольников – $2:3$ (см. свойство здесь).
Как известно, периметры подобных треугольников находятся в таком же отношении, в каком и соответствующие стороны, поэтому и $P_{DBE}:P_{ABC}=2:3$. Поскольку $P_{DBE}=20$, то $P_{ABC}=30.$
Ответ: 30.
Задача 3. Через вершину прямого угла прямоугольного треугольника с катетами 6 и 8 см проведен перпендикуляр к гипотенузе. Вычислите площади образовавшихся треугольников.
Решение: + показать
Проще всего найти площадь треугольника $ABC:$
$S_{ABC}=\frac{1}{2}AC\cdot BC=\frac{6\cdot 8}{2}=24$.
Заметим, по т. Пифагора $AB^2=6^2+8^2,$ то есть $AB=10.$
Треугольники $ABC$ и $ACH$ подобны по двум углам (действительно, оба они прямоугольные и углы $B$ и $ACH$ в них составляют в сумме с углом $A$ $90^{\circ}$, что делает их равными между собой). Коэффициент подобия треугольников – $\frac{AB}{AC}=\frac{10}{6},$ то есть $\frac{AB}{AC}=\frac{5}{3}.$
Как известно, отношение площадей подобных треугольников равно квадрату коэффициента подобия треугольников, то есть $S_{ABC}:S_{ACH}=(\frac{5}{3})^2,$ то есть $\frac{24}{S_{ACH}}=\frac{25}{9},$ откуда $S_{ACH}=\frac{24\cdot 9}{25}=8,64.$
Становится очевидным, что $S_{BCH}=24-8,64=15,36.$
Ответ: 24; 8,64; 15,36.
Задача 4. Из одной точки проведены к кругу две касательные. Длина касательной равна 156, а расстояние между точками касания равно 120. Найдите радиус круга.
Решение: + показать
Пусть $AB,\;AC$ – касательные к окружности, $O$ – центр окружности.
Обозначим за $E$ – середину отрезка $BC$.
По свойству отрезков касательных $AB=AC$, то есть треугольник $ABC$ – равнобедренный и $AE$ – высота.
Найдем $AE$ по т. Пифагора:
$AE=\sqrt{156^2-60^2}=\sqrt{(156-60)(156+60)}=\sqrt{96\cdot 216}=$
$=\sqrt{4^4\cdot 3^4}=144.$
Заметим, по свойству радиуса, проведенного в точку касания, $OB\perp AB.$
Прямоугольные треугольники $ABO$ и $AEB$ подобны по двум углам (угол $A$ – общий).
Тогда $\frac{OB}{BE}=\frac{AB}{AE}$, откда $OB=\frac{60\cdot 156}{144}=65.$
Ответ: 65.
Задача 5. В трапеции $ABCD$ меньшая диагональ $BD$, равная 6, перпендикулярна основаниям $AD=3$ и $DC=12$. Найдите сумму тупых углов $B$ и $D$.
Решение:+ показать
Замечаем, что в треугольниках $ADB$ и $DBC$ $AD:DB=1:2$ и $DB:CB=1:2$ и углы, заключенные между сторонами $AD,\;DB$ и $DB,\;CB$ равны (прямые). Поэтому треугольники подобны по второму признаку.
Из подобия треугольников $ADB$ и $DBC$, в частности, вытекает равенство углов $A$ и $BDC$; $ABD$ и $C$.
Обозначим $\angle C=\alpha,\;\angle A=\beta$.
Тогда, так как сумма углов четырехугольника равна $360^{\circ}$, то $\alpha+\beta+90^{\circ}+\beta+\alpha+90^{\circ}=360^{\circ}.$
Откуда $\alpha+\beta=90^{\circ}.$
Му же ищем $\angle B+\angle D=\alpha+90^{\circ}+\beta+90^{\circ}=270^{\circ}.$
Ответ: 270.
Задача 6. Основания трапеции равны a и b. Определите длину отрезка, параллельного основаниям и делящего трапецию на равновеликие части.
Решение: + показать
Дополнительное построение: проведем прямую BP, параллельную стороне CD. Пусть BP пересекается с MN в точке K.
Обозначим для удобства $MN$ за $x$. Тогда, очевидно, $MK=x-a.$
Обозначим также высоту треугольника $MBK$ (она же и высота параллелограмма $BCNK$) за $h_1,$ высоту трапеции $AMKP$ (она же и высота параллелограмма $KNDP$) за $h_2.$
Согласно условию $S_1=S_2$ (где $S_1=S_{MBCN},\;S_2=S_{AMND}$).
Распишем подробнее
$\frac{(a+x)h_1}{2}=\frac{(x+b)h_2}{2};$
Откуда
$\frac{h_1}{h_2}=\frac{x+b}{x+a}$ (1)
Заметим также, что треугольник $MBK$ подобен треугольнику $ABP$ по двум углам, откуда вытекает пропорциональность соответствующих сторон:
$\frac{h_1}{h_1+h_2}=\frac{x-a}{b-a};$
$h_1(b-a)=(h_1+h_2)(x-a);$
$h_1(b-a-x+a)=h_2(x-a);$
$\frac{h_1}{h_2}=\frac{x-a}{b-x}$ (2)
Из (1) и (2) получаем:
$\frac{x+b}{x+a}=\frac{x-a}{b-x};$
$x^2-a^2=b^2-x^2;$
$2x^2=a^2+b^2;$
$x=\sqrt{\frac{a^2+b^2}{2}}.$
Ответ: $\sqrt{\frac{a^2+b^2}{2}}.$
Задачи для самостоятельной работы
1. Через точки E и F, принадлежащие сторонам АВ и ВС треугольника ABC соответственно, проведена прямая EF, параллельная стороне АС. Найдите длину BС, если EF = 10, AC = 15 и FC = 9. (Ответ: 27).
2. В прямоугольном треугольнике $ABC$ проведена высота $CH$ к гипотенузе. $CH=4$, $BH=3.$ Найдите катет $AC$. (Ответ: 20/3).
3. Прямая, параллельная основанию треугольника, отсекает от него треугольник, площадь которого в 8 раз меньше площади оставшейся части. Периметр большего треугольника равен 27. Найдите периметр меньшего треугольника. (Ответ: 9).
4. Основание треугольника 15 см, а боковые стороны 13 и 14 см. Высота разделена в отношении 2:3 (считая от вершины) и через точку деления проведена прямая, параллельная основанию. Найдите площадь образовавшейся при этом трапеции. (Ответ: 70,56 (возможно, вам потребуется формула Герона)).
5. В трапеции $ABCD$ с основаниями $AD$ и $BC$ диагонали пересекаются в точке $O$. Площадь треугольника $BOC$ равна 4, площадь треугольника $AOD$ равна 9. Найдите площадь трапеции. (Ответ: 25).
6. Трапеция разделена диагоналями на четыре части. Определить ее площадь, если известны площади ее частей, прилежащих к основаниям $S_1$ и $S_2$. (Ответ: $(\sqrt{S_1}+\sqrt{S_2})^2$).
Ребят как решить 5 задачу ???
Я не из ребят, но отвечу…
Примите высоту треугольника BOC за h1, треугольника AOD – за h2.
4=(BC*h1):2, 9=(AD*h2):2.
Подумайте, как связаны h1 и h2. Какой коэффициент подобия указанных треугольников?
Распишите площадь ABCD…
прямая, параллельная стороне АС треугольника АВС пересекает его сторону АВ в точке М, а сторону ВС в точке К. Найдите площадь треугольника АВС, если ВМ=3см, АМ=4см, а плщадь четырех угольника АМКС=80см2.
не пойму, зачем площадь четырехугольника, и что из нее можно найти?
Кто может помочь решить задачу? Пожалуйста!!!
Коэффициент подобия треугольников ABC, MBK равен 3/7. Тогда площади их отличаются в 9/49 раз. Если обозначить площадь MBK за 9х, то площадь AMKC будет 40х. В тоже время, площадь AMKC равна 80 по условию. Откуда х=2. Чему тогда равна площадь ABC нетрудно понять…
Огромное спасибо за помощь. Не мог сообразить. До этого три дня просидел в интернете на математических сайтах. Сообразить не мог, но многое узнал и даже восполнил некоторые пробелы в знаниях. Надеюсь на аттестации знания пригодятся, главное чтобы включилась “соображалка”. Еще раз Огромное СПАСИБО!!!
Знания пригодятся, не сомневайтесь))
В первой задаче ошибка. В уравнении ответ 4/3
9(6−)=6∗4
36−9=24
−9=−12
=12/9=4/3
Ошибки нет. Пересмотрите
У тебя ошибка. Ты не указал x.
тоесь вторая 6
Здравствуйте. Почему в задаче номер один для самостоятельной работы ответ 27. Мне кажется у вас ошибка. Мой ответ 15
Объясните плиз решение
а, я поняла свою ошибку
уже не надо