Тема . ПВГ (Покори Воробьёвы Горы)
Планиметрия на ПВГ
Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела пвг (покори воробьёвы горы)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#68256

В равнобедренном треугольнике ABC  на высоте BH  , которая в полтора раза больше основания AC  , как на диаметре, построена окружность, пересекающая боковую сторону BC  в точке F  . Каково отношение площади треугольника FCH  к площади треугольника ABC?  Какая часть площади треугольника ABC  находится внутри окружности?

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Так как наша окружность построена на BH как на диаметре, то ∠BFH=90°. Тогда в прямоугольном треугольнике BHC проведена высота HF, а в такой картинке возникает много подобных треугольников...

Подсказка 2

Если обозначить AC за 2a, BF за y, FC за x, то AH=HC=a, BH=3a. Из подобия треугольников BFH, FHC и BHC получаем, что 9a²=y(x+y) и a²=x(y+x) => y=9x. Как нам найти отношение площадей FCH и ABC, если у них есть общий угол?

Подсказка 3

Из формулы площади треугольника через стороны и синус угла между ними можно понять, что S(FCH)/S(ABC) = (CF*CH)/(CB*CA) = (y*a)/(2a*(x+y)) = 1/20. А можно ли как-то выразить x через a?

Подсказка 4

Можно! С помощью теоремы Пифагора для треугольника BHC. Получаем, что a=x * √10. Теперь мы можем выразить все отрезки на картинке через a. Чтобы узнать, какая часть площади треугольника находится внутри окружности, необходимо выразить площадь секторов HOF и HOP (где О- центр нашей окружности). А для этого нам необходимо знак угол HOF (HOF=HOP). Как его можно найти?

Подсказка 5

Можно воспользоваться теоремой косинусов для треугольника HOF, благо OF=OH=1,5a. После этого останется найти синус, и задача убита, ведь площади треугольников BOF и BOP это половинки площади треугольника BFH и BPH (FO и PO- медианы).

Показать ответ и решение

PIC

Введем обозначения: по условию высота BH  в полтора раза больше основания AC  , тогда пусть BH  =3a, HC = HA = a, BF = y  и FC = x  . Поскольку угол BF H  — прямой(опирается на диаметр), то △F HC ∼ △BHC, △BF H ∼ △BHC  , тогда из отношений подобных сторон имеем

{
  FHCC-= HBCC-
  BBFH-= BBHC-

{
  a2 = x(y+ x),
  9a2 =y(x+ y)

=⇒  y =9x

Из отношения площадей треугольников FCH  и ABC  с общим углом HCF  находим ответ на первый вопрос:

SFCH      12 ⋅a⋅x⋅sin∠HCF
SABC-= 1⋅(x+-y)⋅2a⋅sin∠HCF--=
       2

= ---x-- = 1-
  2(x+ y)   20

По теореме Пифагора для треугольника BHC  выразим x  через a:

 2    2     2          -a-
a + 9a = 100x   =⇒   x= √10.

Пусть O  — центр окружности, описанной вокруг треугольника BHF  . Обозначим α= ∠HOF  . Тогда по теореме косинусов для треугольника BOF  , в котором

∠BOF = 180∘− α  и BO = OF = 3a2-  как радиусы:

BF2 = BO2 +OF 2− 2BO⋅OF ⋅cos∠BOF

( 9a )2    ( 3a)2     9a2                 4            3
  √10  = 2⋅  2-  +2 ⋅4--cosα  =⇒   cosα = 5  =⇒  sinα= 5.

Обозначим площадь сектора HOF  через S1  . Тогда по формуле кругового сектора

         2
S1 = 1⋅ 9a-⋅arcsin 3
     2  4       5

Пусть P  — точка пересечения окружности и стороны AB  . Тогда внутри окружности, в силу симметрии, два таких сектора равной площади: HOF  и HOP  . Кроме того, внутри окружности два треугольника одинаковой площади: SBOP = SBOF =S2  . Теперь найдем S2

S2 = 1 ⋅ 9a2-sinα= 27a2
    2   4       40

Тогда ответ на второй вопрос будет следующий:

           2(9a2⋅arcsin 3+ 27a2)
2-(S1+-S2)= ---8-----2-5--40--=
  SABC             3a

  3(     3   3)
= 4  arcsin5 + 5
Ответ:

-1; 3(arcsin3+ 3)
20  4     5  5

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное обучение
в Школково

Для детей ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Брянской областей, а также школьникам, находящимся в пунктах временного размещения Крыма обучение на платформе бесплатное.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ или олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!