Лучшие помощники
- Megamozg 2200 б
- Matalya1 1800 б
- DevAdmin 1700 б
- arkasha_bortnikov 890 б
- Dwayne_Johnson 860 б
13 мая 2023 16:38
394
В равнобедренном треугольнике АВС известны длины сторон АВ = ВС = 5, АС = 6.
Найдите сумму расстояний от точки М, взятой на основании АС, до боковых сторон
треугольника.
2
ответа
Пусть точка $M$ делит сторону $AC$ на отрезки $AM = x$ и $MC = 6 - x$. Обозначим через $P$ и $Q$ точки пересечения отрезка $BM$ со сторонами $AC$ и $AB$ соответственно (см. рисунок).
[asy]
pair A, B, C, M, P, Q;
A = (-2,0);
B = (0,3);
C = (2,0);
M = (0,0);
P = (B+C)/2;
Q = intersectionpoint(B--M, A--C);
draw(A--B--C--A);
draw(B--M);
draw(A--C);
draw(M--P);
draw(B--Q);
label("$A$", A, SW);
label("$B$", B, N);
label("$C$", C, SE);
label("$M$", M, S);
label("$P$", P, NE);
label("$Q$", Q, W);
label("$x$", (A+M)/2, S);
label("$6-x$", (C+M)/2, S);
[/asy]
Так как треугольник $ABC$ равнобедренный, то $BP = BQ$. Кроме того, треугольники $BMP$ и $BMQ$ подобны, так как у них соответственные углы равны (угол $BMQ$ общий, а угол $MBP$ и угол $MBQ$ соответственные вертикальные углы). Значит, отрезок $BQ$ равен $x$ раз отрезку $BP$.
Таким образом, $BP = \frac{5}{2}$ (половина основания $AC$) и $BQ = \frac{5x}{6}$. Расстояние от точки $M$ до прямой $AB$ равно $MQ$, которое по теореме Пифагора равно
$$
MQ = \sqrt{BM^2 - BQ^2} = \sqrt{5^2 - \left(\frac{5x}{6}\right)^2} = \frac{\sqrt{180 - 25x^2}}{6}.
$$
Аналогично, расстояние от точки $M$ до прямой $BC$ равно $MP$, которое по теореме Пифагора равно
$$
MP = \sqrt{BM^2 - BP^2} = \sqrt{5^2 - \left(\frac{5}{2}\right)^2} = \frac{\sqrt{75}}{2}.
$$
Суммируя полученные выражения, получаем, что сумма расстояний от точки $M$ до боковых сторон треугольника равна
$$
MQ + MP = \frac{\sqrt{180 - 25x^2}}{6} + \frac{\sqrt{75}}{2}.
$$
Осталось найти $x$. Для этого заметим, что треугольник $ABC$ является прямоугольным со сторонами $AB = BC = 5$ и $AC = 6$. По теореме Пифагора имеем
$$
AC^2 = AB^2 + BC^2 \quad\Rightarrow\quad 6^2 = 5^2 + BC^2 \quad\Rightarrow\quad BC = \sqrt{11}.
$$
Так как треугольник $ABC$ равнобедренный, то $BC = 5$, откуда $\sqrt{11} = 5$. Теперь можем найти $x$ из уравнения
$$
AM + MC = AC \quad\Rightarrow\quad x + (6 - x) = 6 \quad\Rightarrow\quad x = 3.
$$
Подставляя $x = 3$ в выражение для суммы расстояний, получаем
$$
MQ + MP = \frac{\sqrt{180 - 25\cdot 3^2}}{6} + \frac{\sqrt{75}}{2} = \frac{\sqrt{45}}{2} + \frac{\sqrt{75}}{2} = \frac{3\sqrt{5} + 5\sqrt{3}}{2}.
$$
Итак, сумма расстояний от точки $M$ до боковых сторон треугольника равна $\boxed{\frac{3\sqrt{5} + 5\sqrt{3}}{2}}$.
[asy]
pair A, B, C, M, P, Q;
A = (-2,0);
B = (0,3);
C = (2,0);
M = (0,0);
P = (B+C)/2;
Q = intersectionpoint(B--M, A--C);
draw(A--B--C--A);
draw(B--M);
draw(A--C);
draw(M--P);
draw(B--Q);
label("$A$", A, SW);
label("$B$", B, N);
label("$C$", C, SE);
label("$M$", M, S);
label("$P$", P, NE);
label("$Q$", Q, W);
label("$x$", (A+M)/2, S);
label("$6-x$", (C+M)/2, S);
[/asy]
Так как треугольник $ABC$ равнобедренный, то $BP = BQ$. Кроме того, треугольники $BMP$ и $BMQ$ подобны, так как у них соответственные углы равны (угол $BMQ$ общий, а угол $MBP$ и угол $MBQ$ соответственные вертикальные углы). Значит, отрезок $BQ$ равен $x$ раз отрезку $BP$.
Таким образом, $BP = \frac{5}{2}$ (половина основания $AC$) и $BQ = \frac{5x}{6}$. Расстояние от точки $M$ до прямой $AB$ равно $MQ$, которое по теореме Пифагора равно
$$
MQ = \sqrt{BM^2 - BQ^2} = \sqrt{5^2 - \left(\frac{5x}{6}\right)^2} = \frac{\sqrt{180 - 25x^2}}{6}.
$$
Аналогично, расстояние от точки $M$ до прямой $BC$ равно $MP$, которое по теореме Пифагора равно
$$
MP = \sqrt{BM^2 - BP^2} = \sqrt{5^2 - \left(\frac{5}{2}\right)^2} = \frac{\sqrt{75}}{2}.
$$
Суммируя полученные выражения, получаем, что сумма расстояний от точки $M$ до боковых сторон треугольника равна
$$
MQ + MP = \frac{\sqrt{180 - 25x^2}}{6} + \frac{\sqrt{75}}{2}.
$$
Осталось найти $x$. Для этого заметим, что треугольник $ABC$ является прямоугольным со сторонами $AB = BC = 5$ и $AC = 6$. По теореме Пифагора имеем
$$
AC^2 = AB^2 + BC^2 \quad\Rightarrow\quad 6^2 = 5^2 + BC^2 \quad\Rightarrow\quad BC = \sqrt{11}.
$$
Так как треугольник $ABC$ равнобедренный, то $BC = 5$, откуда $\sqrt{11} = 5$. Теперь можем найти $x$ из уравнения
$$
AM + MC = AC \quad\Rightarrow\quad x + (6 - x) = 6 \quad\Rightarrow\quad x = 3.
$$
Подставляя $x = 3$ в выражение для суммы расстояний, получаем
$$
MQ + MP = \frac{\sqrt{180 - 25\cdot 3^2}}{6} + \frac{\sqrt{75}}{2} = \frac{\sqrt{45}}{2} + \frac{\sqrt{75}}{2} = \frac{3\sqrt{5} + 5\sqrt{3}}{2}.
$$
Итак, сумма расстояний от точки $M$ до боковых сторон треугольника равна $\boxed{\frac{3\sqrt{5} + 5\sqrt{3}}{2}}$.
0
13 мая 2023 16:39
Остались вопросы?
Еще вопросы по категории Геометрия
Через точку D, лежащую на биссектрисе BM неразвернутого угла ABC, проведена прямая, параллельная прямой AB и пересекающая сторону BC в точке E. Найдит...
толстовка дороже футболки на 19% и дешевле, чем кеды, на 30%. на сколько процентов кеды дороже футболки? объясните пожалуйста. ответ должен быть равен...
Найдите биссектрису равностороннего треугольника, сторона которого равна 24 корень из 3 см....
В прямоугольной трапеции диагональ перпендикулярна к боковой стороне, острый угол равен 45 градусов. Найдите отношение оснований. Если можно нарисуйте...
Помагите пожалуйста!!!! На рисунке отрезок МР параллелен стороне СЕ, луч МК является биссектриссой угла ВМР. Угол ВСЕ раве 70 ( градусам), а угол СЕВ...
Все предметы