Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела итмо (открытка)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#82291

Окружности S
 1  и S
 2  находятся внутри трапеции ABCD  , касаясь друг друга, оснований трапеции, и каждая — своей боковой стороны. Лучи AB  и DC  пересекаются в точке K  . Оказалось, что радиус вписанной окружности треугольника BCK  равен радиусу окружности S1  и равен r.  Также известно, что BC = x  . Найдите площадь треугольника ADK.

Источники: ИТМО-2024, 11.6 (см. olymp.itmo.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Для начала нужно заметить, что радиусы двух окружностей S1 и S2 равны (доказать этот факт не составит труда). После этого надо вписать окружность, которая является вписанной для BCK, в трапецию. Далее можно отметить все точки касания, равные углы и, может быть, заметить какие-то равенства.

Подсказка 2

После того, как мы отметили все равные отрезки, останется выразить высоту треугольника АDK через известные нам величины и найти площадь.

Показать ответ и решение

Радиусы S
 1  и S
 2  равны друг другу и высоте трапеции. Из условия про пересечение лучей следует, что BC  — меньшее основание.

Проведём вторую касательную к вписанной окружности треугольника BCK  параллельную основаниям трапеции. Обозначим за X  и Y  точки пересечения этой касательной с отрезками BK  и CK.BXY C  — трапеция.

Точки касания окружностей и оснований трапеции образуют квадрат со стороной 2r  . Если вырезать этот квадрат из трапеции и склеить оставшиеся части между собой, получится трапеция, равная BXY C  .

Более точно, обозначим точки касания окружностей S1  и S2  с основаниями трапеции ABCD  : пусть M  и N  лежат на BC  ( M  ближе к B  ), P  и Q  лежат на AD  ( P  ближе к A  ). Кроме того, пусть U,V,W,Z  - точки касания вписанной окружности BCK  с XY,BC,BK, CK  соответственно. Кроме того, пусть R  и T  - точки касания окружностей S1  и S2  с боковыми сторонами трапеции, O1,O2  и O  - центры окружностей S1,S2  и вписанной окружности треугольника BCK  .

PIC

Рассмотрим четырёхугольники SBMO1  и W XUO  :

∠SBM = ∠W XU,  как соответственные. ∠O1SB,∠BMO1, ∠OW X  , ∠XUO  прямые.

Значит оставшиеся углы, ∠MO1S  и ∠UOW  также равны. Значит, треугольники MO1S  и UOW  равны. Следовательно, треугольники SBM  и W XU  также равны, а значит четырёхугольники SBMO1  и W XUO  равны. Аналогично

SAP O1 = WBV O,TDQO2 = ZCV O,TCNO2 = ZYUO

Значит,

BC = BV +CV = AP + QD =AD − PQ = AD − 2r

AD =BC + 2r= x+ 2r

Пусть h  - длина высоты треугольника BCK  , проведённой из точки K  . Тогда длина высоты треугольника ADK  , проведённой из точки K  равна h+ 2r  . Значит, коэффициент подобия треугольников ADK  и BCK  с одной стороны равен h+2r-
 h  , а с другой AD-  x+2r
BC =   x  , откуда h= x  . Значит, площадь треугольника ADK  равна

AD ⋅(h+2r)  (x+ 2r)2
----2-----= ---2---
Ответ:

 (x+-2r)2
   2

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!