Геометрия. 7–9 классы · Атанасян, Бутузов и др.

Задание 440

Задачи повышенной трудности

Задача 1

Условие (кратко)

Медиана и высота треугольника, проведённые из одной вершины, делят угол при этой вершине на три равные части. Докажите, что треугольник прямоугольный.

Решение

Дано: \(\triangle ABC\), \(AH\) — высота, \(AM\) — медиана, \(\angle BAH = \angle HAM = \angle MAC = \alpha\). Доказать: \(\angle A = 90^\circ\).

  1. В треугольнике \(ABM\) отрезок \(AH\) — и высота, и биссектриса. Прямоугольные треугольники \(ABH\) и \(AMH\) равны (катет \(AH\) общий, острые углы при \(A\) равны), поэтому \(BH = HM\). Так как \(M\) — середина \(BC\), \(HM = \dfrac{1}{2}BM = \dfrac{1}{2}MC\).

  2. Проведём \(MD \perp AC\). В треугольнике \(AMC\) угол \(AMC\) смежен с острым углом \(AMH = 90^\circ - \alpha\), значит, он тупой; поэтому углы \(A\) и \(C\) этого треугольника острые и точка \(D\) лежит на отрезке \(AC\).

  3. Прямоугольные треугольники \(AHM\) и \(ADM\) равны по гипотенузе и острому углу (\(AM\) — общая, \(\angle HAM = \angle DAM = \alpha\)). Значит, \(MD = MH = \dfrac{1}{2}MC\).

  4. В прямоугольном треугольнике \(MDC\) катет \(MD\) равен половине гипотенузы \(MC\), поэтому противолежащий ему угол \(C\) равен \(30^\circ\).

  5. В прямоугольном треугольнике \(AHC\): \(\angle HAC + \angle C = 90^\circ\), то есть \(2\alpha + 30^\circ = 90^\circ\), \(\alpha = 30^\circ\). Тогда \(\angle A = 3\alpha = 90^\circ\).

Ответ
Утверждение доказано, ∠A = 90°
Почему так

Перпендикуляр из середины стороны оказывается вдвое короче отрезка MC, а катет, равный половине гипотенузы, лежит против угла 30°.

Подробнее — в теме «Свойства и признаки прямоугольных треугольников».

Условия задач приведены кратким пересказом. Полный текст — в учебнике «Геометрия. 7–9 классы» (Л. С. Атанасян, В. Ф. Бутузов, С. Б. Кадомцев, Э. Г. Позняк, И. И. Юдина; Просвещение, 2023, 2024).

Нашли ошибку?

Опечатка, неверный ответ, непонятное объяснение — напишите, что не так. Мы проверим и исправим.