Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 12 № 522263
i

Диа­метр AB окруж­но­сти с цен­тром в точке O пе­ре­се­ка­ет хорду MN этой окруж­но­сти в точке H так, что MH  =  NH. Най­ди­те MO, если MB  =  21, HB  =  15.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

От­ре­зок MO  — ра­ди­ус за­дан­ной окруж­но­сти. Обо­зна­чим его бук­вой R. Со­еди­ним от­рез­ка­ми точки М и N с цен­тром окруж­но­сти (см. рис.), а также с точ­кой А. В тре­уголь­ни­ке MON  MO = NO = R, сле­до­ва­тель­но, тре­уголь­ник MON  — рав­но­бед­рен­ный, у ко­то­ро­го от­ре­зок OH  — ме­ди­а­на по усло­вию. Но тогда от­ре­зок OH яв­ля­ет­ся также вы­со­той этого тре­уголь­ни­ка, то есть от­ре­зок OH и диа­метр AB пер­пен­ди­ку­ляр­ны хорде MN. Тогда в тре­уголь­ни­ке MHB по тео­ре­ме Пи­фа­го­ра:

 MH в квад­ра­те = MB в квад­ра­те минус HB в квад­ра­те = 441 минус 225 = 216.

Угол AMB  — впи­сан­ный, опи­ра­ю­щий­ся на диа­метр, а зна­чит, пря­мой. Вы­со­та MH пря­мо­уголь­но­го тре­уголь­ни­ка AMB, опу­щен­ная из вер­ши­ны пря­мо­го угла М на ги­по­те­ну­зу AB, яв­ля­ет­ся сред­ней про­пор­ци­о­наль­ной ве­ли­чи­ной между про­ек­ци­я­ми ка­те­тов AH и BH на ги­по­те­ну­зу АВ. Зна­чит,

 MH в квад­ра­те = AH умно­жить на BH = левая круг­лая скоб­ка 2R минус 15 пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на 15 = 30R минус 225 = 216,

от­ку­да  30R = 441, то есть  R = 14,7.

 

Ответ: 14,7.

 

Дру­гие ре­ше­ния.

Счи­тая пер­пен­ди­ку­ляр­ность AB и MN уже до­ка­зан­ной, при­ве­дем еще не­сколь­ко спо­со­бов на­хож­де­ния длины от­рез­ка MO.

 

Спо­соб 2 (см. рис.). Со­еди­ним от­рез­ком точки В и N. Ис­хо­дя из со­об­ра­же­ний сим­мет­рии окруж­но­сти от­но­си­тель­но диа­мет­ра АВ, имеем:

 BN = BM = 21,

 MN = 2MH = 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 216 конец ар­гу­мен­та = 12 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та .

Кроме того,  S_MBN = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби MN умно­жить на BH = 6 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та умно­жить на 15 = 90 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та .

Тре­уголь­ник MBN  — впи­сан­ный, по­это­му его пло­щадь равна  дробь: чис­ли­тель: MN умно­жить на BM умно­жить на BN, зна­ме­на­тель: 4R конец дроби , то есть

 R = дробь: чис­ли­тель: MN умно­жить на BM умно­жить на BN, зна­ме­на­тель: 4S_MBN конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 12 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та умно­жить на 21 умно­жить на 21, зна­ме­на­тель: 4 умно­жить на 90 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та конец дроби = 14,7.

За­ме­ча­ние. Здесь ис­поль­зо­ва­на фор­му­ла для ра­ди­у­са опи­сан­ной окруж­но­сти тре­уголь­ни­ка.

 

Спо­соб 3 (см. рис.). Угол AMB  — впи­сан­ный, опи­ра­ю­щий­ся на диа­метр, а зна­чит, угол AMB равен 90°. В тре­уголь­ни­ке AMB катет MB яв­ля­ет­ся сред­ней про­пор­ци­о­наль­ной ве­ли­чи­ной между ги­по­те­ну­зой AB (она же яв­ля­ет­ся ди­мет­ром окруж­но­сти) и про­ек­ци­ей ка­те­та МВ на ги­по­те­ну­зу АВ, то есть  MB в квад­ра­те = AB умно­жить на BH = 2R умно­жить на BH, от­ку­да:

 R = дробь: чис­ли­тель: MB в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2BH конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 441, зна­ме­на­тель: 30 конец дроби = 14,7.

 

Спо­соб 4 (см. рис.). Обо­зна­чим рав­ные углы MBO и BMO через α. Тогда  \angle MOB = 180 гра­ду­сов минус 2 альфа . В пря­мо­уголь­ном тре­уголь­ни­ке BHM:

 ко­си­нус альфа = дробь: чис­ли­тель: BH, зна­ме­на­тель: BM конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 15, зна­ме­на­тель: 21 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 7 конец дроби .

В тре­уголь­ни­ке MOB по тео­ре­ме ко­си­ну­сов:

 MB в квад­ра­те = 2R в квад­ра­те минус 2R в квад­ра­те умно­жить на ко­си­нус левая круг­лая скоб­ка 180 гра­ду­сов минус 2 альфа пра­вая круг­лая скоб­ка = 2R в квад­ра­те левая круг­лая скоб­ка 1 плюс ко­си­нус 2 альфа пра­вая круг­лая скоб­ка = 2R в квад­ра­те умно­жить на 2 ко­си­нус в квад­ра­те альфа = левая круг­лая скоб­ка 2R ко­си­нус альфа пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те ,

то есть  MB = 2R ко­си­нус альфа , от­ку­да

 R = дробь: чис­ли­тель: MB, зна­ме­на­тель: 2 ко­си­нус альфа конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 21, зна­ме­на­тель: 2 умно­жить на \dfrac57 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 21 умно­жить на 7, зна­ме­на­тель: 10 конец дроби = 14,7.

 

Спо­соб 5 (см. рис.). Если угол MBA равен α, то угол MAB равен  90 гра­ду­сов минус альфа . Зна­чит,  ко­си­нус альфа = дробь: чис­ли­тель: BH, зна­ме­на­тель: BM конец дроби . В со­от­вет­ствии со след­стви­ем из тео­ре­мы си­ну­сов в тре­уголь­ни­ке AMB по­лу­ча­ем  дробь: чис­ли­тель: BM, зна­ме­на­тель: синус левая круг­лая скоб­ка 90 гра­ду­сов минус альфа пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби = 2R, то есть  дробь: чис­ли­тель: BM, зна­ме­на­тель: 2 ко­си­нус альфа конец дроби = R, от­ку­да

 R = дробь: чис­ли­тель: BM в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2BH конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 21 умно­жить на 21, зна­ме­на­тель: 2 умно­жить на 15 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 7 умно­жить на 21, зна­ме­на­тель: 2 умно­жить на 5 конец дроби = 14,7.

 

При­ме­ча­ние.

За­ме­тим, что в усло­вии за­да­чи нет ука­за­ния на вза­им­ное рас­по­ло­же­ние точек B, O и H. Можно было бы про­ве­сти хорду MN таким об­ра­зом, чтобы точка H по­па­ла на от­ре­зок OB. Од­на­ко в этом слу­чае ра­ди­ус окруж­но­сти по­лу­чил­ся бы от­ри­ца­тель­ным. Сле­до­ва­тель­но, хорда MN долж­на быть рас­по­ло­же­на таким об­ра­зом, чтобы точка H по­па­ла на от­ре­зок OA.

Раздел кодификатора ФИПИ: Окруж­ность
Источник/автор: СтатГрад, 2020. Решение: Гилемханов Р. Г.