В задании 23 решают геометрическую задачу на вычисление с полным решением. Сделай чертёж, запиши, что дано, и обоснуй каждый шаг ссылкой на теорему: подобие, теорема Пифагора, свойства углов. Ответ без обоснований не засчитают даже при верном числе.
До 2 баллов по критериям ФИПИ. 2 балла: ход решения верный, все его шаги выполнены правильно, получен верный ответ. 1 балл: ход решения верный, все его шаги выполнены правильно, но даны неполные объяснения или допущена одна вычислительная ошибка.
Как оформить решение задания 23?
Пиши решение по шагам: что обозначили или что дано, каждый переход и ссылку на правило или теорему, ответ отдельной строкой. Эксперт проверяет ход решения, а не только ответ.
Почему важна геометрия?
Для оценки «3» и выше нужно набрать не меньше 2 баллов за задания 15–19 и 23–25.
Все типы задания 23 с ответами
Тип 1
сложныйФИПИ: B5384B, F69509, F47774
Высота AH ромба ABCD делит сторону CD на отрезки DH=12 и CH=1. Найдите высоту ромба.
Ответ и решение
Ответ: 5
1Точка H лежит на стороне CD, поэтому CD=DH+CH=12+1=13. Все стороны ромба равны, значит, AD=CD=13.
2AH высота ромба, то есть AH⊥CD, поэтому треугольник AHD прямоугольный с прямым углом H и гипотенузой AD.
3По теореме Пифагора AH=AD2−DH2=132−122=25=5.
4Ответ: 5
Тип 2
сложныйФИПИ: 2DD84F, D6ACF3, 13C50A
Отрезки AB и DC лежат на параллельных прямых, а отрезки AC и BD пересекаются в точке M. Найдите MC, если AB=9,DC=6,AC=15.
Ответ и решение
Ответ: 6
1∠MAB=∠MCD как накрест лежащие углы при параллельных прямых AB и DC и секущей AC;∠AMB=∠CMD как вертикальные.
2Значит, треугольники AMB и CMD подобны по двум углам, и соответственные стороны пропорциональны: AMMC=ABDC=96=32.
3Точка M лежит на отрезке AC, поэтому AC=AM+MC. Отрезок AC состоит из 3+2=5 равных частей, и на MC приходится 2 из них.
4MC=515⋅2=6.
5Ответ: 6
Тип 3
сложныйФИПИ: 5A2C47, AB214A, 96E347
Биссектрисы углов A и B при боковой стороне AB трапеции ABCD пересекаются в точке F. Найдите AB, если AF=48,BF=36.
Ответ и решение
Ответ: 60
1Так как AD∥BC, то ∠A+∠B=180° (сумма односторонних углов при параллельных прямых AD,BC и секущей AB).
2AF и BF биссектрисы, они делят эти углы пополам, поэтому ∠FAB+∠FBA=2∠A+∠B=90°.
3Сумма углов треугольника AFB равна 180°, поэтому ∠AFB=180°−90°=90°, то есть треугольник AFB прямоугольный с гипотенузой AB.
Биссектриса угла A параллелограмма ABCD пересекает сторону BC в точке K. Найдите периметр параллелограмма, если BK=3,CK=29.
Ответ и решение
Ответ: 70
1∠BAK=∠KAD, так как AK биссектриса угла A.
2∠KAD=∠AKB как накрест лежащие углы при параллельных прямых AD и BC и секущей AK.
3Значит, ∠BAK=∠BKA, треугольник ABK равнобедренный с основанием AK, и AB=BK=3.
4Точка K лежит на стороне BC, поэтому BC=BK+KC=3+29=32.
5Противоположные стороны параллелограмма равны, поэтому P=2(AB+BC)=2(3+32)=70.
6Ответ: 70
Тип 5
сложныйФИПИ: 9CB749, 6380F3, C3F608
Точка H является основанием высоты, проведённой из вершины прямого угла B треугольника ABC к гипотенузе AC. Найдите AB, если AH=8,AC=98.
Ответ и решение
Ответ: 28
1Треугольники ABH и ACB подобны по двум углам: угол A общий, ∠AHB=90° (BH высота) и ∠ABC=90° (по условию).
2Из подобия ABAH=ACAB, откуда AB2=AH⋅AC=8⋅98=784.
3AB=784=28.
4Ответ: 28
Тип 6
сложныйФИПИ: 5BE0F9, 75F77A, E208B7
Прямая, параллельная стороне AC треугольника ABC, пересекает стороны AB и BC в точках M и N соответственно. Найдите BN, если MN=12,AC=28,NC=28.
Ответ и решение
Ответ: 21
1Угол B у треугольников MBN и ABC общий, ∠BNM=∠BCA как соответственные углы при параллельных прямых MN и AC и секущей BC.
2Значит, треугольники MBN и ABC подобны по двум углам, и BCBN=ACMN.
3Точка N лежит на стороне BC, поэтому BC=BN+NC и BN+28BN=2812, то есть 28⋅BN=12⋅(BN+28).
416⋅BN=336,BN=16336=21.
5Ответ: 21
Тип 7
сложныйФИПИ: EEF3FC, EFC57B, D01FBF
Расстояние от точки пересечения диагоналей ромба до одной из его сторон равно 34, а одна из диагоналей ромба равна 136. Найдите углы ромба.
Ответ и решение
Ответ: 60; 120
1Пусть ABCD данный ромб, O точка пересечения диагоналей, AC=136. Проведём перпендикуляр OH к стороне AB, по условию OH=34.
2Диагонали ромба точкой пересечения делятся пополам и перпендикулярны, поэтому AO=2136=68; треугольник AOH прямоугольный (OH⊥AB) с гипотенузой AO.
3В нём катет OH=34 равен половине гипотенузы AO=68, значит, противолежащий ему угол OAH равен 30°.
4Диагональ ромба является биссектрисой его угла, поэтому ∠BAD=2⋅∠OAH=2⋅30°=60°.
5Углы ромба, прилежащие к одной стороне, в сумме дают 180°:∠ABC=180°−60°=120°. Противоположные углы ромба равны.
6Ответ: 60; 120 (углы ромба 60°,120°,60°,120°)
Тип 8
сложныйФИПИ: AE3B14, CF802A, 6AFB28
Углы B и C треугольника ABC равны соответственно 73° и 77°. Найдите BC, если радиус окружности, описанной около треугольника ABC, равен 10.
Ответ и решение
Ответ: 10
1Сумма углов треугольника равна 180°, поэтому ∠A=180°−73°−77°=30°.
2Пусть O центр описанной окружности, R=OB=OC=10. По теореме синусов sinABC=2R.
3BC=2RsinA=2⋅10⋅sin30°=2⋅10⋅21=10.
4Ответ: 10
Тип 9
сложныйФИПИ: 2E1F4A, DBFCAE, 225F49
Точка H является основанием высоты BH, проведённой из вершины прямого угла B прямоугольного треугольника ABC. Окружность с диаметром BH пересекает стороны AB и CB в точках P и K соответственно. Найдите BH, если PK=19.
Ответ и решение
Ответ: 19
1Точки P и K лежат на окружности с диаметром BH. Вписанные углы BPH и BKH опираются на диаметр BH, поэтому ∠BPH=∠BKH=90°.
2В четырёхугольнике PBKH углы P и K прямые, угол B прямой по условию, значит, и четвёртый угол прямой (сумма углов четырёхугольника 360°): PBKH прямоугольник.
3Диагонали прямоугольника равны: PK=BH.
4BH=PK=19.
5Ответ: 19
Тип 10
сложныйФИПИ: DD14BB, 1B191C, C96A5C
Отрезки AB и CD являются хордами окружности. Найдите длину хорды CD, если AB=42, а расстояния от центра окружности до хорд AB и CD равны соответственно 28 и 21.
Ответ и решение
Ответ: 56
1Пусть O центр окружности. Проведём перпендикуляры OH к хорде AB и OM к хорде CD; их длины равны расстояниям от центра до хорд. Перпендикуляр, проведённый из центра к хорде, делит её пополам: AH=2AB=21,OH=28.
2Из прямоугольного треугольника AHO по теореме Пифагора: R=OA=AH2+OH2=212+282=1225=35.
3Из прямоугольного треугольника CMO (OC=R=35,OM=21) по теореме Пифагора: CM=OC2−OM2=352−212=784=28.
4M середина хорды CD, поэтому CD=2⋅CM=56.
5Ответ: 56
Тип 11
сложныйФИПИ: 286410, A230D2, 6172A7
Катеты прямоугольного треугольника равны 6 и 8. Найдите высоту, проведённую к гипотенузе.
Ответ и решение
Ответ: 4,8
1Пусть в треугольнике ABC угол C прямой, AC=6,BC=8,CH высота, проведённая к гипотенузе AB.
2По теореме Пифагора AB=AC2+BC2=62+82=100=10.
3Площадь треугольника найдём двумя способами: S=21⋅AC⋅BC (половина произведения катетов) и S=21⋅AB⋅CH (половина произведения стороны на проведённую к ней высоту).
4Значит, AB⋅CH=AC⋅BC,CH=106⋅8=4,8.
5Ответ: 4,8
Тип 12
сложныйФИПИ: E08426, 608A20, 16CCD8
Катет и гипотенуза прямоугольного треугольника равны 42 и 70. Найдите высоту, проведённую к гипотенузе.
Ответ и решение
Ответ: 33,6
1Пусть в треугольнике ABC угол C прямой, AC=42,AB=70,CH высота, проведённая к гипотенузе AB.
3Площадь треугольника найдём двумя способами: S=21⋅AC⋅BC (половина произведения катетов) и S=21⋅AB⋅CH (половина произведения стороны на проведённую к ней высоту).
4Значит, AB⋅CH=AC⋅BC,CH=7042⋅56=33,6.
5Ответ: 33,6
Тип 13
проФИПИ: 55CB45, DCE2BA, 292E1E
Прямая, параллельная основаниям трапеции ABCD, пересекает её боковые стороны AB и CD в точках E и F соответственно. Найдите длину отрезка EF, если AD=45,BC=24,CF:DF=1:6.
Ответ и решение
Ответ: 27
1Проведём через точку C прямую, параллельную AB. Она пересечёт EF в точке K, а AD в точке L.
2В четырёхугольниках EBCK и ABCL противоположные стороны попарно параллельны (EK∥BC,AL∥BC,EB∥KC,AB∥LC), значит, это параллелограммы. Противоположные стороны параллелограмма равны: EK=BC=24,AL=BC=24, поэтому LD=AD−AL=45−24=21.
3Треугольники CKF и CLD подобны по двум углам: угол C общий, ∠CKF=∠CLD как соответственные при параллельных прямых KF и LD и секущей CL.
4Из подобия LDKF=CDCF=71, откуда KF=721⋅1=3.
5Точка K лежит на отрезке EF, поэтому EF=EK+KF=24+3=27.
6Ответ: 27
Тип 14
проФИПИ: 92214F, 683F49, 1C1CFA
Найдите боковую сторону AB трапеции ABCD, если углы ABC и BCD равны соответственно 60° и 135°, а CD=48.
Ответ и решение
Ответ: 16√6
1Проведём высоты AH и DK трапеции к прямой BC. Так как AD∥BC, расстояния от точек A и D до прямой BC равны: AH=DK.
2Угол BCD тупой, поэтому точка K лежит на продолжении BC за точку C и ∠DCK=180°−135°=45° (углы BCD и DCK смежные).
4Угол ABC острый, поэтому точка H лежит на луче BC и из прямоугольного треугольника AHB:AH=AB⋅sin60°, откуда AB=sin60°AH=sin60°DK.
5AB=2348⋅22=166.
6Ответ: 16√6
Тип 15
проФИПИ: 27E2F1, 23F177, DDE606
Окружность пересекает стороны AB и AC треугольника ABC в точках K и P соответственно и проходит через вершины B и C. Найдите длину отрезка KP, если AP=22, а сторона BC в 2 раза меньше стороны AB.
Ответ и решение
Ответ: 11
1Точки B,K,P,C лежат на одной окружности, поэтому четырёхугольник BKPC вписанный и сумма его противоположных углов равна 180°:∠BKP+∠BCP=180°.
2Углы AKP и BKP смежные: ∠AKP=180°−∠BKP=∠BCP=∠ACB.
3Угол A у треугольников AKP и ACB общий, значит, они подобны по двум углам (K↔C,P↔B).
4Из подобия CBKP=ABAP, откуда KP=AP⋅ABBC=222=11.
5Ответ: 11
Тип 16
проФИПИ: D5F808, F0C3BD, 6D4E75
Окружность с центром на стороне AC треугольника ABC проходит через вершину C и касается прямой AB в точке B. Найдите диаметр окружности, если AB=1,AC=4.
Ответ и решение
Ответ: 3,75
1Пусть O центр окружности, r её радиус. Радиус, проведённый в точку касания, перпендикулярен касательной: OB⊥AB.
2OB=OC=r (радиусы), и так как точка O лежит на отрезке AC, то AO=AC−OC=AC−r.
3Треугольник ABO прямоугольный с прямым углом B, по теореме Пифагора AB2+OB2=AO2:12+r2=(4−r)2.