Раздел
ЕГЭ Математика (профильный)
Задача № 16
Планиметрия, сложные

I. Вся планиметрия: теоремы, свойства, формулы на 4-х сценах

Сцена 1:    В трапеции ABCDABCD   из вершины   AA проведена прямая   AMAM составляющая со сторонами трапеции углы 2525 градусов. Из точки проведена MM прямая MKMK к основанию под 5050 градусов. Из вершины CC проведенная прямая   CPCP составляет также   5050 градусов. Боковая сторона ABAB равна 8, отрезок KPKP равен 4, отрезок PDPD равен 88, .     Найти много чего!   

  • Свойства: При пересечении двух параллельных линий с их Sекущей, образованные углы:
  • Nакрест лежащие   углы равны                      MAD=AMB\angle MAD=\angle AMB                 MCP=CPD\angle MCP=\angle CPD              MKC=KCP\angle MKC=\angle KCP
  • Sумма Odносторонних   углов 180 град                        BAK+ABC=180o\angle BAK+\angle ABC=180^o                  KMC+MCP=180o\angle KMC+\angle MCP=180^o
  • Sоответственные   углы равны                                MKP=CPD\angle MKP=\angle CPD               BMK=BCP\angle BMK=\angle BCP
  •    Свойства: Uгол   =   Vершина   + два Lуча.                       .... противоположные Lучи, продолжения в обратную ... :
  • Vертикальные   углы равны                      MAD=AMB\angle MAD=\angle AMB                 MCP=CPD\angle MCP=\angle CPD              MKC=KCP\angle MKC=\angle KCP
  • Sумма Sмежных   углов 180 град                        BAK+ABC=180o\angle BAK+\angle ABC=180^o                  KMC+MCP=180o\angle KMC+\angle MCP=180^o
  •    Свойства:     Углы треугольника.    Биссектриса.      Равнобедренный треугольник:
  • Bissектриса    из вершины угла делит его на два равных угла:         BAM=MAK\angle BAM=\angle MAK           AKB=BKM\angle AKB=\angle BKM
  • Vнешний Uгол \bigtriangleup -ка равен сумме 2-х не Sмежных с ним.     AMC=BAM+ABM\angle AMC=\angle BAM+\angle ABM               MPD=PMK+MKP\angle MPD=\angle PMK+\angle MKP
  • Sумма всех Uглов    треугольника равна 180 градусов.                  ABM+BMA+MAB=180o\angle ABM+\angle BMA +\angle MAB=180^o
  • В Rавнобедренном Tреугольнике углы при Oсновании равны. Боковые Sтороны равны           BMA=AMB\angle BMA=\angle AMB           BA=MBBA=MB
  • Sимметрии:     Ось Zеркальной sимметрии: слева и справа от Mедианы     BH=hBH=h   все одинаково!        BHA=BHM\bigtriangleup BHA=\bigtriangleup BHM
  • В Rавнобедренном: к Oснованию биссектриса, медиана и высота совпадают!    ABH=HBM\angle ABH=\angle HBM      AH=HMAH=HM      BHAMBH \perp AM

        

  • Параллелограмм: KMCPKMCP      Противоположные    Sтороны   параллельны   и    равны    KM=CPKM=CP    ,     MC=KPMC=KP .
  • Противоположные     Uглы     KMC=CPK\angle KMC=\angle CPK ,        Сумма прилежащих Uглов 180o180^o :    KMC+MKP=180\angle KMC+\angle MKP=180     ,     .
  • Dиагонали образуют   равные   треугольники:       MLC=KLP\bigtriangleup MLC=\bigtriangleup KLP      ;      KLM=PLC\bigtriangleup KLM=\bigtriangleup PLC.
  • Dиагонали параллелограмма делятся точкой пересечения пополам    ML=LP=MP2ML=LP=\frac{MP}{2}      ,       KL=LC=KC2KL=LC=\frac{KC}{2} .
  • Rомб: ABMKABMK Sимметричен относительно точки HH - пересечения диагоналей.      HH - центр Sимметрии.
  • Симметричен относительно Dиагоналей.       Dиагональ - ось симметрии. .     Sтороны   равны     AB=BM=MK=KA=aAB=BM=MK=KA=a
  • Противолежащие Uглы    равны . Прилежащие в сумме 180.   Dиагонали делятся пополам .
  • Dиагонали   взаимно перпендикулярны AMBKAM \perp BK   и   образуют равные Прямоугольные   ABH=BHM\bigtriangleup ABH = \bigtriangleup BHM.
  • Dиагонали    являются    Biссектрисами углов BAM=MAK\angle BAM=\angle MAK .   образуют Rавнобедренные   \bigtriangleup
  • Tрапеция: ABMPABMP Параллельные   стороны   называются   Oснованиями,     BMAPBM \parallel AP .   Другие две - боковыми сторонами.
  • Сумма Oдносторонных Uглов при боковой стороне    180180^{\circ} :   BMP+MPA=180\angle BMP + \angle MPA = 180^{\circ}    ,       ABM+BAP=180\angle ABM + \angle BAP = 180^{\circ}.
  • Dиагонали с основаниями   образуют равные   Nакрест лежащие углы:        MBP=BPA\angle MBP=\angle BPA,         BMA=MAP\angle BMA=\angle MAP
  • Dиагонали с основаниями   образуют подобные треугольники           BQMAQP\bigtriangleup BQM \sim \bigtriangleup AQP            BQMAQP=(BMAQ)2\frac{BQM}{AQP}=(\frac{BM}{AQ})^2

   

Сцена 2:    В трапеции ABCDABCD   средняя линия   MNMN разбывается высотами    BHBH и CKCK   на три отрезка    MP=3MP=3,     PQ=12PQ=12,     QN=7,5QN=7,5.    Высота трапеции равна   BH=8BH=8 . В треугольнике   CKD\bigtriangleup CKD проведены высота KLKL и медиана KNKN. Из вершины CC проведена линия CFCF параллельно боковой стороне ABAB.    Найти много чего!   

  • Теорема Фалеса: Параллельные полоски отрезают от секущих пропорциональные отрезки     BMAM=BPPH=CEEF=CQQK=CNND\frac{BM}{AM}=\frac{BP}{PH}=\frac{CE}{EF}=\frac{CQ}{QK}=\frac{CN}{ND}
  • Средняя линия треугольника параллельна стороне и равна ее половине:          QN=KD2QN=\frac{KD}{2}    MP=AH2MP=\frac{AH}{2}      EQ=FK2EQ=\frac{FK}{2}      EN=FD2EN=\frac{FD}{2}
  • Средняя линия трапеции    параллельна основаниям и равна их полусумме:      MN=BC+AD2MN=\frac{BC+AD}{2}     MQ=BC+AD2MQ=\frac{BC+AD}{2}       PN=BC+HD2PN=\frac{BC+HD}{2}
  • Площади фигур: Общее для всех: площадь равна произведению средней линии на высоту!         S=a+b2hS=\frac{a+b}{2} \cdot h
  • Площадь прямоугольника равна произведению длины на ширину    ... умножение сторон:          SHBCK=BCBHS_{HBCK}=BC\cdot BH
  • Аддитивность площади:    площадь фигуры равен сумме площадей его частей, кусков.            SABCD=SABH+SHBCK+SKCDS_{ABCD}=S_{ABH}+S_{HBCK}+S_{KCD}              SHBK=SHBCD:2S_{HBK}=S_{HBCD}:2         SFCD=SFCK+SKCDS_{FCD}=S_{FCK}+S_{KCD}            SABCF=SABH+SHBCKSFCKS_{ABCF}=S_{ABH}+S_{HBCK}-S_{FCK}
  • Медиана на гипотенузу:    прямоугольного треугольника равна половине гипотенузы:         KN=CD2KN=\frac{CD}{2}        HM=AB2HM=\frac{AB}{2}
  • Площадь прямоугольного треугольника равна половине произведения катетов:          SKCD=KDCK2S_{KCD}=\frac{KD\cdot CK}{2}        SABH=AHBH2S_{ABH}=\frac{AH\cdot BH}{2}
  • Площадь треугольника равен половине произведения стороны на свою высоту:        SFCD=FDCK2S_{FCD}=\frac{FD\cdot CK}{2}      SKCD=KLCK2S_{KCD}=\frac{KL\cdot CK}{2}
  • Площадь параллелограмма равна произведению стороны на свою    высоту:           SABCF=BCBHS_{ABCF}=BC\cdot BH

  • Подобие прямоугольных треугольников ... хотя бы 1 острый одинаковый:        KCDKLDKLC\bigtriangleup KCD \sim \bigtriangleup KLD \sim \bigtriangleup KLC       BPMBHA\bigtriangleup BPM \sim \bigtriangleup BHA.
  • Тригонометрия углов прямоугольного треугольника: Все прямоугольные с одним и тем же   острым углом подобные!
  • sinKCD=KDCD\sin KCD=\frac{KD}{CD}          sinKCD=KLKC\sin KCD=\frac{KL}{KC}          cosKCD=KCCD\cos KCD=\frac{KC}{CD}           tgKCD=KDCK\tg KCD=\frac{KD}{CK}         ctgKCD=CKKD\ctg KCD=\frac{CK}{KD}          cosLKD=KLKD\cos LKD=\frac{KL}{KD}
  • sin = протиположный : гипотенузу        cos = прилеж : гипотен        tg = протипол : прилеж         ctg = прилеж : протиполож
  • Теорема Пифагора: сумма квадратов катетов равна квадрату гипотенузы.     CK2+KD2=CD2CK^2+KD^2=CD^2             KL2+LN2=KN2KL^2+LN^2=KN^2
  • Основное тождество тригонометрии:        sin2CDK+cos2CDK=1\sin^2 \angle CDK+\cos^2 \angle CDK=1              sin2BAD+cos2BAD=1\sin^2 \angle BAD+\cos^2 \angle BAD=1
  • Высота в прямоугольном делит на подобные, равен средне-геометрическому отрезков гипотенузы     KL=CLLDKL=\sqrt{CL\cdot LD}
  • Площадь треугольника равен половине произведения сторон на синус угла м/д    ними:        SFCD=12FDDCsinFDCS_{FCD}=\frac{1}{2} \cdot FD \cdot DC \cdot \sin\angle FDC
  • Площадь параллелограмма равна произведению стороны на синус угла м/д ними:           SABCF=ABAFsinBAFS_{ABCF}=AB\cdot AF \cdot \sin\angle BAF
  • Теорема косинусов: Связь 3-х сторон и косинуса угла        CD2=FC2+FD22FCFDcosCFDCD^2=FC^2+FD^2-2\cdot FC \cdot FD \cdot \cos \angle CFD
  • Тупой угол vs смежный с ним острый:          sinCFA=+sinCFD\sin \angle CFA=+\sin \angle CFD             cosCFA=cosCFD\cos \angle CFA=-\cos \angle CFD

Сцена 3:    Дана окружность с центром OO и радиусом r=R=7r=R=7. Точки     A,B,C,DA,B,C,D   на окружности делят всю окружность пропорционально числам 5 : 3 : 2 : 2.   В этих точках проведены касательные к окружности. На рисунке образовались углы, треугольники вписанные и описанные, четыреъугольники вписанные т оптсанные. Найти много чего!   

  • Пропорциональное деление    на доли 5 : 3 : 2 : 2 означает, что есть такое xx, что полученные части равны     5x5x, 3x3x, 2x2x, 2x2x
  • Центральный угол угловую меру дуги, которую угол стягивает:                 AOD=AD\angle AOD=∪AD              AOB=AB\angle AOB=∪AB
  • Вписанный угол равен половине угловой меры дуги, на которую угол опирается:       BDA=AB2 \angle BDA=\frac{\cup AB}{2}             DAB=DC+CB2\angle DAB=\frac{∪DC+∪CB}{2}
  • Радиусы образуют равнобедренные \bigtriangleup:    OA=OB=ROA=OB=R     OC=OD=ROC=OD=R    OCB=OBC\angle OCB=\angle OBC
  • Окружность описан вокруг 4-х угольника:     равные суммы противоположных углов          A+C=B+D=180\angle A+\angle C=\angle B+\angle D=180^{\circ}
  • Центр окружности, описанной вокруг    nn-угольника:    находится на пересечении серединных перпендикуляров. Равноудален!
  • Радиус окружности, описанной вокруг ABD\bigtriangleup ABD:           R4SABD=ABBDDAR\cdot 4S_{ABD}=AB\cdot BD\cdot DA
  • Связь радиуса описанной и стороны ABC\bigtriangleup ABC:                 BAC=BOC2\angle BAC=\frac{\angle BOC}{2}         sinBAC=0,5BCR\sin \angle BAC=\frac{0,5BC}{R}
  • Теорема Синусов,        \bigtriangleup :                sinBACBC=sinCBACA=sinACBAB=12R\frac{\sin \angle BAC}{BC}=\frac{\sin \angle CBA}{CA}=\frac{\sin \angle ACB}{AB}=\frac{1}{2R}    синусы пропорциональны сторонам напротив.

                  

  • Обе касательных от точки к окружности    равны:   LA=LBLA=LB        KC=KBKC=KB       QD=QBQD=QB        OMA=OMD\bigtriangleup OMA=\bigtriangleup OMD
  • Касатальная и радиус в точке касания    перпендикулярны:      OAMLOA\perp ML     OCNKOC\perp NK   OBQLOB\perp QL
  • Центр вписанной окружности находится на пересечении биссектрис, равноудален от сторон.    MQO=LQO\angle MQO= \angle LQO
  • Радиус вписанной окружности в   nn-угольник            rpQML=SQMLr\cdot p_{QML}=S_{QML}        rpMNKL=SMNKLr\cdot p_{MNKL}=S_{MNKL}   полупериметр, площадь
  • Окружность вписан в 4-х угольник:       равные суммы противоположных сторон:   ML+NK=MN+KLML+NK=MN+KL
  • Соединение центра с вершинами и точками касания образует несколько пар равных прямоугольних \bigtriangleup

Сцена 4:     В трапеции    ABCDABCD основание   ВСВС и боковая сторона    CDCD являются касательными к окружности, описанной вокруг треугольника   ABDABD. Найдите площадь треугольника ABDABD, если известно, что     AD=43AD=4\sqrt{3} и    BCD=120\angle BCD=120^{\circ}. Боковые стороны продлены до пересечения. Докажите подобия, свойства секущих, хорд, углов.

  • Касательные от точки к окружности равны    CB=CDCB=CD перпендикулярны радиусам   CBOBCB\perp OB ,   CDODCD\perp OD
  • Угол м\д касатальной и хордой равен половине заключенной дуги    CBD=BD2=CDB \angle CBD=\frac{\cup BD}{2}= \angle CDB
  • Одинаковый состав углов приводит к подобию     BCDABD\bigtriangleup BCD \sim \bigtriangleup ABD       BDAD=BCAB\frac{BD}{AD}=\frac{BC}{AB}
  • Параллельные линии на окружности вырезают равные дуги:              BCABBC \parallel AB           AB=BD\cup AB=\cup BD
  • Продолжение боковых сторон трапеции образует подобные треугольники         AKDBKC\bigtriangleup AKD \sim \bigtriangleup BKC
  • Параллельная стороне треугольника отсекает подобный ему \bigtriangleup :           AKBK=DKCK=ADBC=k\frac{AK}{BK}=\frac{DK}{CK}=\frac{AD}{BC}=k - коэффициент подобия
  • Отношения При Подобиях:        схожие отрезки относятся как   k:1k:1;           площади как   k2:1k^2:1;        схожие   углы 1:11:1

  • Две секущих из внешней точки окружности образуют подобные треугольники         KMBKAL\bigtriangleup KMB \sim \bigtriangleup KAL
  • Внешний угол окружности м\д секущими равен полуразности заключенных дуг     AKM=AMBL2 \angle AKM=\frac{\cup AM - \cup BL}{2}
  • Произведения отрезков секущих от одной точки равны м\д собой        KBKA=KLKMKB\cdot KA=KL\cdot KM
  • Квадрат касатальной равен произведению отрезков секущей из то же точки       KD2=KBKAKD^2=KB\cdot KA
  • Две пересекающиеся хорды    образуют подобные треугольники           QLDQAM\bigtriangleup QLD \sim \bigtriangleup QAM
  • Внутрений угол окружности м\д хордами равен полусумме заключенных дуг              AQM=AMLD2 \angle AQM=\frac{\cup AM - \cup LD}{2}
  • Произведения отрезков пересекающихся хорд    равны м\д собой           LQQM=DQQALQ\cdot QM=DQ\cdot QA ,           BHHM=AHHDBH\cdot HM=AH\cdot HD

Лайфхаки   top - планиметрии

  • Отношение площадей подобных \bigtriangleup -ов равно   квадрату коэффициента подобия
  • Отношение площадей \bigtriangleup -ов с одинаковой высотой равен отношению сторон этих высот.
  • Отношение площадей \bigtriangleup -ов с одинаковым углом равен умножению отношений прилежащих сторон
  • Медианы разрезают \bigtriangleup на шесть равных по площади частей.        Каждая медиана делит на 2 равных по площади.

  • Площади частей трапеции можно выразить как доли площади всей трапеции через отношения отрезков.
  • Отношения отрезков диагоналей в трапеции, параллелограмме выражаются как доли диагоналей через подобия.
  • Отношения частей диагоналей, других внутренных отрезков 4-х угольника определяют долю площади частей во всей площади.
  • Какова доля SMONKS_{MONK} в площади трапеции SABCDS_{ABCD} ?    через доли SMONS_{MON} и SMNKS_{MNK}, через доли частей отрезков.
  • Касательная к окружности:     как связан с радиусом, с другим касательным, с секущим?
  • Ридиусы образуют равнобедренные \bigtriangleup -и: Какие углы равные? Диаметр проходит по середине основания.
  • В окружности мало дуго и много углов, реальных и воображаемых, не дорисованных
  • Каждая дуга связанна со многоми углами: в окружности полезно искать равные или связанные углы

         

  • Есть равные углы?     полезно искать подобные   \bigtriangleup -и. Реализовать   подобия!
  • подобные \bigtriangleup приведут к пропорции отрезков. Что из того?
  • Из внешней точки выходят секущие? умножения их частей = const.    Искать равные углы.
  • Хорды пересекаются?    умножения их частей = const.    Искать равные углы.
  • Углы, опирающиеся на диаметр оипраются на полу-окружность, образуют   высоты, катеты.
  • Касания окружностей: точка касания лежит на линии центров.    Касание хоть внешнее, хоть изнутри
  • Расстояние м\д центрами равен сумме радиусов. Если изнутри, то разности.   O1O2=R±rO_{1}O_{2}=R \pm r
  • Общие касательные к обеим окружностям перпендикулярны радиусам, эти радиусы параллельны.
  • Касательная, радиусы r,Rr,R и отрезок O1O2O_{1}O_{2} образуют прямоугольную трапецию. Высота в нем важна!

  • Пересечение окружностей:    Соединие точек пересечения перпендикулярно соединению центров.
  • Треугольники центров, точек пересечения .... равнобедренные: искать подобнык \bigtriangleup -и.
  • Соединение центров, точек касания .... искать подобные \bigtriangleup -и. Средние линии?
  • Полезно: высматривать углы через дуги разных окружностей.

Теорема Менелая:     Неизвестная точка получается на пересечении линий по заданным точкам. Как добраться?

  • Проводим параллельные, чтоб использовать известные пропорции.
  • Написать   2 - 3    подобия   с выходом, зацепкой неизвестной точки. Поймать точку.

II. Теоремы,          свойства,        формулы

Всё о площадях :

  • 1.         У   прямоугольника    площадь   есть   произведение   сторон          S=abS=a\cdot b .
  • 2.         У    "параллелограммо - образных"    фигур     (ромб, квадрат, прямоугольник)   площади    находятся   одинаково:
  • Формула:               S=ahS=a\cdot h   -   основание на высоту       ;      ширина на высоту ;    средная линия на высоту
  • Формула:         S=absinAS=a\cdot b\cdot\sin A   -    сторона   на   сторону и   синус   угла   между   ними.
  • 3.         У   "островершинных   фигур"   (треугольник, сектор)    формулы    площади всё те же   ,   но с коэффициентом 1/21/2
    2.          S=12ahS=\frac{1}{2}ah    -    так же основание на высоту, но пополам .        Средная линия на высоту.
  • 4.         У   сектора   площадь :   длина дуги ("основа") на радиус ("высота") и на 1/21/2.     И   площадь окружности всё также 2.          сводится   к площади прямоугольника:   длина полуокружности - как основание прямоугольника, собранного из мелких 2.          секторов раскроенной окружности ,    умноженная   на   радиус , который равен   "высоте" этого прямоугольника.
  • 5.         Ну и конечно, надо знать формулу Герона о площади треугольника через   стороны:       s=p(pa)(pb)(pc)s=\sqrt{p\left(p-a\right)\left(p-b\right)\left(p-c\right)}.      
  • 6.         Не менее важно знать связи площади    с   радиусами   вписанной   и   описанной окружностей:2222222222222222222222222222.                         s=prs=p\cdot r         ,         s=abc4Rs=\frac{abc}{4R}.
  • 7.         Архиважно   "чувствовать"   главное    свойство: "площадь целой фигуры равна сложению площадей своих кусков" -2.          это    свойство   аддитивности.
  • 8.         Отсюда легко прийти к формуле площади трапеции   -   как гибрида из двух треугольников :          S=a+b2hS=\frac{a+b}{2}h -    2.          средняя линия   (как "основание")   на   высоту       
  • 9.         Также   легко   сконструировать и получить   площадь   любого   четырехугольника         S=12d1d2sinBOCS=\frac{1}{2}\cdot d_1\cdot d_2\cdot\sin BOC      -2.          половина произведения диагоналей (как "сторон" некоего треугольника) на синус угла между диагоналями.

Всё   об отношении, сравнении   площадей    фигур :

  • Если   треугольники имеют общий   угол, то   несложно   выполнить    сравнение   их   площадей   через   общий   синус.
  • Отношение   площадей   треугольников   с   общим   углом   равно   произведению   отношений соответствующих   сторон   этих   треугольников.
  • Любой   многоугольник   можно   разбить   на   треугольник   и ,таким образом,   выполнять сравнение.
  • Площади   подобных   треугольников   относятся   как   квадрат   коэффициента   подобия.
  • Если   треугольники   имеют   одинаковые    высоты, то   их    площади   относятся   как   основания.      
  • Медиана   треугольника    делит   его на   равновеликие    треугольники,   отношение   площадей   1:11:1 .
  • Диагонали   трапеции   образуют   4 треугольника:   отношение площадей   боковых   1:11:1 ;
  • отношение   площадей у оснований   равно отношению самих   оснований.

Об углах и отрезках окружности:   теоремы и свойства хорд, секущих и касательных

  • Градусная мера дуги окружности - градусная мера соответствующего центрального угла.
  • Вписанный Угол   равен половине соответствующего центрального угла, половине дуги опирания.
  • Все вписанные углы, опирающиеся на одну и ту же дугу, равны меж собой.
  • Вписанные углы, опирающиеся на диаметр, равны 90 градусов (прямой угол).
  • Угол при пересечении хорд половина сумм дуг опирания. (внутренный угол окружности).      
  • При пересечении двух хорд возникают подобные треугольники, произведения отрезков одинаковые.
  • Теорема: "Произведение отрезков каждой из двух пересекающихся хорд есть величина постоянная".
  • Угол между секущими равен половине разности дуг, заключенных между секущими. (внешный угол).      
  • Теорема: "Произведения отрезков секущих одинаковы для всех секущих, проведенных из одной точки".
  • Произведение отрезков секущих до 1-ой и 2-ой точек пересечения с окружностью - постоянная".
  • Теорема: "В точке окружности проведенная касательная и радиус в точке касания перпендикулярны".
  • Теорема: "Квадрат касательной равен произведению отрезков секущей, проведенной из той же точки".
  • Угол между касательной и хордой в точке касания равен половине градусной меры заключенной между ними дуги.

Теоремы и факты о вписанной окружности (в угол, в треугольник, в четырехугольник):

  • Биссектриса - геометрическое место точек, равноудаленных от обеих сторон угла.
  • Центр окружности, вписанной в угол находится в точке, принадлежащей биссектрисе (равноудалена ...)
  • Центр вписанной окружности в треугольник - на пересечении биссектрис.
  • Центр вписанных окружностей в любую фигуру - на пересечении биссектрис. Центр равноудален от сторон.
  • Радиус к точке касания стороны перпендикулярен стороне (сторона является касательной к окружности).      
  • Точки касания делят стороны на попарно равные отрезки (касательные из вершины многоугольника).
  • Радиус rr   вписанной (в треугольник, четырехугольник, многоугольник) окружности:     r=Spr=\frac{S}{p}     ,        S=prS=p\cdot r.
  • "О вписанной в четырехугольник окружности":   можно вписать тогда и только тогда, когда суммы
                              противоложных сторон четырехугольника равны    a+c=b+da+c=b+d.

Теоремы и факты об описанной окружности вокруг двух точек, треугольника, четырехугольника:

  • Серединный перпендикуляр отрезка - геометрическое место точек, равноудаленное от двух точек .
  • Центр описанной окружности находится на пересечении серединных перпендикуляров, проведенных к сторонам.
  • Центр описанной окружности равноудален   от вершин   треугольника, многоугольника .
  • Радиус   RR    описанной вокруг треугольника окружности:     R=abc4SR=\frac{a\cdot b\cdot c}{4\cdot S}   ;     S=abc4RS=\frac{a\cdot b\cdot c}{4\cdot R} .
  • Теорема   Синусов:    sinAa=12R \frac{\sin\angle A}{a}=\frac{1}{2R}      ;          sinBb=12R\frac{\sin\angle B}{b}=\frac{1}{2R}      ;           sinCc=12R\frac{\sin\angle C}{c}=\frac{1}{2R} .      
  • Вокруг четырехугольника окружность можно описать тогда и только тогда ,   когда   суммы
                противоложных углов четырехугольника равны 180 градусов.     A+C=180=B+D\angle A+\angle C=180=\angle B+\angle D

I.    Треугольники, Четырехугольники.      Задачи из Задания №16     ЕГЭ - профиль

Точка MM лежит на стороне BCBC выпуклого четырехугольника ABCDABCD причем В и С - вершины равнобедренных треугольников с основаниями AMAM и DMDM соответственно, а прямые AM и DM перпендикулярны...а) Докажите, что биссектрисы углов прт вершинах В и С четырехугольника ABCD пересекаются на стороне AD (в точке N) ...б) Найдите площадь ABCD , если известно, что BM:MC=1:3BM:MC=1:3 а, площадь четырехугольника , стороны которого лежат на прямых AM, DM, BN и CN, равна 1818

Диагонали трапеции ABCDABCD пересекаются в точке OO . Отрезки, соединяющие середину MM большего основания ADAD с вершинами В и С , пересекаются с диагоналями трапеции в точках LL и KK .Найдите площадь треугольника LOKLOK , если одно из оснований трапеции в полтора раза больше другого, а площадь ABCD равна 480480

В прямоугольном треугольнике ABC с прямым углом C точки M и N - середины катетов AC и BC соответственно, CH - высота. а) Докажите, что MH и NH перпендикулярны. б) Пусть P - точка пересечения прямых AC и NH,а Q - точка пересечения прямых BC и MH. Найдите площадь треугольника PQM, если AH = 4 и BH = 2.

На стороне BC треугольника ABC как на диаметре построена окружность, пересекающая отрезок AB в точке D . При этом ABC=ACD\angle ABC=\angle ACD . а) Докажите, что прямая CD разбивает треугольник ABC на два подобных. б) Найдите отношение площадей этих подобных треугольников (меньшего к большему), если известно, что AC=15AC=15 BC=20BC=20

Окружность вписана в равнобедренную трапецию, основания которой равны 1818 и 5050 . Прямая, проходящая через центр окружности и вершину трапеции, отсекает от трапеции треугольник. Найдите отношение площади этого треугольника к площади трапеции.

Площадь трапеции ABCD равна 7272 , основание AD вдвое больше BC. Диагонали пересекаются в точке O; отрезки, соединяющие середину P основания AD с вершинами B и C, пересекаются с диагоналями трапеции в точках M и N соответственно. Найдите площадь четырёхугольника OMPN SOMPNS_{OMPN}

II. Вписанные, Описанные окружности.      Задачи из Задания №16     ЕГЭ - профиль

В параллелограмм ABCDABCD вписана окружность. а) Докажите, что этот параллелограмм - ромб. б) Окружность, касающаяся стороны ромба, делит её на отрезки, равные AH=3AH=3 и HB=2HB=2 . Найдите площадь ss четырёхугольника HKMNHKMN с вершинами в точках касания окружности со сторонами ромба.

Площадь ромба ABCD равна 2020 .В треугольник ABD , образованный сторонами AB, AD и диагональю BD данного ромба, вписана окружность, которая касается стороны AB в точке K. Через точку K проведена прямая KL, параллельная диагонали AC ромба (точка L лежит на стороне BC). Найдите угол BADBAD , если известно, что площадь треугольника KLBKLB равна 55

ERRR???Окружность, вписанная в треугольник АВС, делит медиану ВМ на три равные части BN=NO=OM. а) Докажите, что ВС:СА:АВ=5:10:13. б) Найдите радиус вписанной окружности, если ВМ=12.

Квадрат ABCD вписан в окружность. Хорда CE пересекает его диагональ BD в точке K. а) Докажите, что CK*CE=AB*CD б) Найдите отношение CK и KE, если ECD=15ECD=15

К окружности, вписанной в квадрат ABCD, проведена касательная, пересекающая стороны АВ и AD в точках M и N соответственно. Т - точка касания. а) Докажите, что периметр треугольника AMN равен стороне квадрата. б) Прямая MN пересекает прямую CD в точке Р. В каkом соотношении делит сторону ВС прямая PH , проходящая через точку P и центр окружности О, если АМ:МВ=1:4.

В треугольник ABC вписана окружность радиуса 4 с центром О, касающаяся стороны CB в точке K, а стороны AC в точке M, причём AM=8 и CM=12. а) Докажите, что треугольниk ABC прямоугольный. б) Найдите расстояние между центрами вписанной и описанной (центр Q) окружностей треугольника ABC.

В треугольнике ABCABC известны стороны AB=4AB=4 , AC=5AC=5 и BC=61BC=\sqrt{61} . На его стороне BCBC вне треугольника (точки AA и DD лежат в разных полуплоскостях относительно прямой BCBC ) построим равностронный треугольник BCDBCD . Докажите, что около четырехугольника ABDCABDC можно описать окружность. б) Найдите расстояние от центра этой окружности до точки PP пересечения диагоналей четырехугольника BACDBACD

Четырехугольник ABCD с перпендикулярными диагоналями AC и BD вписан в окружность. Докажите, что MH прямая, проходящая через точку О пересечения диагоналей четырехугольника перпендикулярно стороне ВС, делит пополам сторону AD. б) Найдите стороны четырехугольника ABCD , если известно, что АС=84 и BD=77, а диаметр d окружности равен 85.

Четырёхугольник ABCD вписан в окружность радиусом 10. Известно, что AB=BC=CD=6. а) Докажите, что прямые BC и AD параллельны. б) Найдите AD.

III. Окружности: хорды, секущие, касательные.    Задачи из Задания №16     ЕГЭ - профиль

Диагонали AC и BD четырёхугольника ABCD, вписанного в окружность, пересекается в точке P, причём BC=CDBC=CD . а) Докажите, что ABBC=APPD\frac{AB}{BC}=\frac{AP}{PD} б) Найдите площадь треугольника COD, где O — центр окружности, вписанной в треугольник ABD, если дополнительно известно, что BD — диаметр описанной около четырёхугольника ABCD окружности, AB=6AB=6 , а BC=62BC=6\sqrt{2}

Около остроугольного треугольника ABC с различными сторонами описали окружность с диаметром BN. Высота BH пересекает эту окружность в точке K. а) Докажите, что AN=CK б) Найдите KN, если углы: BAC=35BAC=35 , ACB=65ACB=65 градусов, а радиус окружности R=12R=12

Дан треугольник АВС со сторонами АС=6, ВС=8 и АВ=10. Вписанная в него окружность с центром I касается стороны ВС в точке L, точка М - середина ВС, АР - биссектриса треугольника АВС, О - центр описанной около АВС окружности. а) Докажите, что Р - середина отрезка LM. б) Пусть прямые OI и АС пересекаются в точке К, а продолжение биссектрисы АР пересекает описанную окружность в точке Q. Найдите площадь s четырехугольника OKCQ

На окружности с центром O и диаметром MN , равным 34, взята точка K на расстоянии 15 от диаметра. Хорда KE пересекает радиус OM в точке F под углом равным arccos(45)\arccos\left(\frac{4}{5}\right) . а) Докажите, что KFFE=12529\frac{KF}{FE}=\frac{125}{29} . б) Найдите площадь s треугольника KEN

Окружность проходит через вершины A, B и D параллелограмма ABCD, пересекает сторону BC в точках B и E и пересекает сторону CD в точках K и D. а) Докажите, что AE = AK. б) Найдите AD, если CE=10CE=10 , DK=9DK=9 и cosBAD=0,2\cos BAD=0,2

Точка D является основанием высоты, проведенной из вершины тупого угла А треугольника ABC к стороне ВС. Окружность с центром в точке D и радиусом DA пересекает прямые АВ и АС в точках P и M, отличных от A, соответственно.Найдите АС, если АВ=9, АР=8, АМ=6.

Дан прямоугольный треугольник АВС с прямым углом С. На катете АС взята точка М. Окружность с центром О и диаметром СМ касается гипотенузы в точке N. а) Докажите, что прямые MN и ВО параллельны. б) Найдите площадь ss четырехугольника BOMN, если CN=8, AM:MC=1:3. (точка Р - пересечение ВО с CN, r - радиус окружности)

В окружность вписан четырехугольник ABCD, диагонали которого перпендикулярны и пересекаются в точке E. Прямая, проходящая через точку E и перпендикулярная к AB, пересекает сторону CD в точке M. а) Докажите, что EM – медиана треугольника CED. б) Найдите длину отрезка EM, если AD=8AD=8 , AB=4AB=4 и угол CDB=60CDB=60

IV. Окружности и фигуры. Задачи из Задания №16     ЕГЭ - профиль

Сторона CD прямоугольника ABCD касается некоторой окружности в точке M. Продолжение стороны AD пересекает окружность в точках P и Q, причём точка P лежит между точками D и Q. Прямая BC касается окружности, а точка Q лежит на прямой BM. а) Докажите, что ∠DMP = ∠CBM. б) Известно, что CM=17CM=17 и CD=32CD=32 Найдите сторону ADAD

[M3] В трапеции ABCD основание ВС и боковая сторона CD являются касательными к окружности, описанной вокруг треугольника ABD. а) Докажите, что треугольники ABD и BCD подобны, б) Найдите площадь треугольника ABD, если известно, что AD=43AD=4\sqrt{3} и угол BCD=120BCD=120

Биссектриса угла ADC параллелограмма ABCD пересекает прямую AB в точке E. В треугольник ADE вписана окружность, касающаяся стороны AE в точке K и стороны AD в точке T. а) Докажите, что прямые KT и DE параллельны. б) Найдите угол BAD, если известно, что AD=6AD=6 и KT=3KT=3

Окружность с центром О проходит через вершины А, В и С параллелограмма и пересекает продолжение стороны АД в точке Е, а продолжение СД в точке К. Докажите, что отрезки ВЕ и ВК равны. б) Найдите к= отношение КЕ к АС, если ABC=135\angle ABC=135

Внутри окружности с центром O построен правильный шестиугольник KOFPDL так, что его вершина D лежит на окружности. Из точки B , диаметрально противоположной точке D, проведены хорды AB и BC, проходящие через вершины K и F шестиугольника соответственно. а) Докажите, что AK:KB=3:7 б) Найдите площадь s треугольника ABC, если радиус окружности равен R=14

Сторона АВ квадрата ABCD равна 1 и является хордой некоторой окружности, причем остальные стороны квадрата лежат вне этой окружности. Длина касательной СК, проведенной из вершины С к этой окружности, равна 2. а) Докажите, что длина отрезка, соединяющего центр квадрата и центр окружности равна длине отрезка СК. б) Найдите d диаметр окружности.

В треугольнике ABC известно, что AB=AC=15, BC=18. На стороне AB отметили точки M1 и M2 так, что АМ1 меньше АМ2. Через точки M1 и M2 провели прямые, перпендикулярные стороне AB и отсекающие от треугольника ABC пятиугольник CN1M1M2N2CN_1M_1M_2N_2 , в который можно вписать окружность. а) Докажите, что AM1BM2=13\frac{AM_1}{BM_2}=\frac{1}{3} . б) Найдите площадь ss данного пятиугольника. (Точки касания с вписанной окружностью: D со стороной АВ, Р1 - с отрезком M1N1, Р2 - с отрезком M2N2).

V. Две, три окружности.     Задачи из Задания №16     ЕГЭ - профиль

Две окружности касаются внешним образом в точке A. Прямая касается первой окружности в точке B, а второй – в точке C. 1) Докажите, что треугольник ABC прямоугольный. 2) Найдите площадь треугольника ABC, если радиусы окружностей R=8R=8 и r=2r=2

Окружность с центом О и окружность с центром Q пересекаются в точках А и В. Через точку А проведены диаметры АD и AC этих окружностей . Найдите расстояние между центрами , если точки D и C лежат по одну сторону от точки B , а BC=7BC=7 и BD=3BD=3

Отрезок, соединяющий середины MM и NN оснований BCBC и ADAD соответственно трапеции ABCDABCD , разбивает её на две трапеции, в каждую из которых можно вписать окружность. а) Докажите, что трапеция ABCDABCD равнобедренная. б) Известно, что радиус этих окружностей равен 33 , а меньшее основание BCBC исходной трапеции равно 88 . Найдите радиус окружности, касающейся боковой стороны ABAB основания ANAN трапеции ABMNABMN и вписанной в неё окружности

Окружности радиусов r1=4r_1=4 и R=13R=13 с центрами O и Q соответственно касаются в точке L внешним образом. Прямая, проходящая через точку L, вторично пересекает меньшую окружность в точке K, а большую — в точке M. Найдите площадь треугольника KMO SS , если угол LMQ = 22,522,5

К двум непересекающимся окружностям равных радиусов проведены две параллельные общие касательные. Окружности касаются одной из этих прямых в точках A и B Через точку C, лежащую на отрезке AB, проведены касательные к этим окружностям, пересекающие вторую прямую в точках D и E, причём отрезки CA и CD касаются одной окружности, а отрезки CB и CE - другой. а) Докажите, что периметр треугольника CDE вдвое больше расстояния между центрами окружностей. б) Найдите DE, если радиусы окружностей равны r=5r=5 , расстояние между их центрами равно OQ=18OQ=18 , а AC=8AC=8

Окружность с центром O вписана в угол, равный 60°. Окружность большего радиуса с центом QQ также вписана в этот угол и проходит через точку O. а) Докажите, что радиус второй окружности вдвое больше радиуса первой. б) Найдите длину общей хорды этих окружностей, если известно, что радиус первой окружности равен r=23r=2\sqrt{3}

_Задачи №1 - №8:    можно решать в интерактивном режиме,

№1. В треугольнике ABC известны стороны AB  =  4, AC  =  5 и На его стороне BC вне треугольника (точки A и D лежат в разных полуплоскостях относительно прямой BC) построим равносторонний треугольник BCD.   а)  Докажите, что около четырёхугольника ABDC можно описать окружность.   б)  Найдите расстояние от центра этой окружности до точки пересечения диагоналей четырёхугольника ABDC.

№2. Внутри окружности с центром О построен правильный шестиугольник KOFPDL так, что его вершина D лежит на окружности. Из точки В, диаметрально противоположной точке D, проведены две хорды AB и ВС, проходящие через вершины К и F шестиугольника соответственно.   а)  Докажите, что AK : KB = 3 : 7 б)  Найдите площадь треугольника АВС, если радиус окружности равен 14.

№3 Окружность, вписанная в треугольник ABC, делит медиану BM на три равные части.   а)  Докажите, что BC : CA : AB  =  5 : 10 : 13.   б)  Найдите радиус вписанной окружности, если BM  =  12.     ------ задача 43: интерактив работает не полноценно!!!!!!!

№4 Окружность проходит через вершины   A, B и C параллелограмма и пересекает продолжение стороны AD в точке E, а продолжение стороны CD в точке в K.       а)  Докажите, что отрезки BE и BK равны.   б)  Найдите отношение KE к AC, если   ABC=135\angle ABC=135

№5 К окружности, вписанной в квадрат ABCD, проведена касательная, пересекающая стороны AB и AD в точках M и N соответственно. а)  Докажите, что периметр треугольника AMN равен стороне квадрата.   б)  Прямая MN пересекает прямую CD в точке P. B каком отношении делит сторону BC прямая, проходящая через точку P и центр окружности, если AM : MB = 1 : 4

№6 Четырехугольник ABCD с перпендикулярными диагоналями AC и BD вписан в окружность.   а)  Докажите, что прямая, проходящая через точку пересечения диагоналей четырехугольника перпендикулярно стороне BC, делит пополам сторону AD.   б)  Найдите стороны четырехугольника ABCD, если известно, что AC  =  84 и BD  =  77, а диаметр окружности равен 85.

№7 Сторона AB квадрата ABCD равна 1 и является хордой некоторой окружности, причем остальные стороны квадрата лежат вне этой окружности. Длина касательной CK, проведенной из вершины C к этой окружности, равна 2.     а)  Докажите, что длина отрезка, соединяющего центр квадрата и центр окружности равна длине отрезка CK.    б)  Найдите диаметр окружности.

№8 Дан треугольник ABC со сторонами AC  =  6, BC  =  8 и AB  =  10. Вписанная в него окружность с центром I касается стороны BC в точке L, M  — середина BC, AP  — биссектриса треугольника ABC, O  — центр описанной около него окружности.    а)  Докажите, что P  — середина отрезка LM.     б)  Пусть прямые OI и AC пересекаются в точке K, а продолжение биссектрисы AP пересекает описанную окружность в точке Q. Найдите площадь четырёхугольника OKCQ.

№9 На окружности с центром O и диаметром MN, равным 34, взята точка K на расстоянии 15 от этого диаметра. Хорда KE пересекает радиус OM в точке F под углом, равным   arccos45\arccos \frac{4}{5}.      а)  Докажите, что     KFFE=12529.б)  Найдитеплощадь\frac{KF}{FE}=\frac{125}{29} . б)  Найдите площадь s$ треугольника KEN.

№10 В треугольник ABC вписана окружность радиуса 4, касающаяся стороны AC в точке M, причём AM=8 и CM=12. а) Докажите, что треугольниk ABC прямоугольный.   б) Найдите расстояние между центрами вписанной и описанной окружностей треугольника ABC.

№11 Четырёхугольник ABCD вписан в окружность радиусом 10. Известно, что   AB=BC=CD=6.    а) Докажите, что прямые BC и AD параллельны.   б) Найдите AD.

№12 В треугольнике ABC известно, что AB=AC=15, BC=18. На стороне AB отметили точки M1 и M2 так, что AM1<AM2. Через точки M1 и M2 провели прямые, перпендикулярные стороне AB и отсекающие от треугольника ABC пятиугольник, в который можно вписать окружность.   а)   Докажите, что AM1:BM2=1:3.   б) Найдите площадь s данного пятиугольника.

№13   Дан прямоугольный треугольник АВС с прямым углом С. На катете АС взята точка М. Окружность с центром О и диаметром СМ касается гипотенузы в точке N.   а) Докажите, что прямые MN и ВО параллельны.   б) Найдите площадь четырехугольника BOMN, если CN=8,   AM:MC=1:3.

             

№14   Высоты BB1BB_1 и CC1CC_1 остроугольного треугольника ABCABC пересекаются в точке H. Отрезок AP  — диаметр окружности, описанной около треугольника ABC. а)  Докажите, что прямая HP пересекает отрезок BC в его середине. б)  Луч PHPH вторично пересекает окружность, описанную около треугольника ABC, в точке M. Найдите длину отрезка MC1MC_1, если расстояние от центра этой окружности до прямой BC равно 4,      BPH=120\angle BPH=120.