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

Задание 837

Задачи повышенной трудности

Задача 1

Условие (кратко)

Рисунок 274: три равных квадрата в ряд; A — нижняя левая вершина, E — нижняя правая, B, C, D — верхние вершины после первого, второго и третьего квадрата. Найдите ∠BAE + ∠CAE + ∠DAE.

Решение
Дано
  • три равных квадрата со стороной 1 приставлены в ряд; \(A\) и \(E\) — нижние левая и правая вершины
  • \(B\)
  • \(C\)
  • \(D\) — верхние вершины
  • отстоящие от левого края на 1
  • 2 и 3
Найти
  • \(\angle BAE + \angle CAE + \angle DAE\)
  1. \(AB\) — диагональ первого квадрата, она делит его прямой угол пополам: \(\angle BAE = 45^\circ\).

  2. Пусть \(D_1\) — точка, симметричная \(D\) относительно \(E\) (третья клетка вниз от \(E\)). Прямая \(AE\) перпендикулярна \(DD_1\) и делит его пополам, поэтому прямоугольные треугольники \(ADE\) и \(AD_1E\) равны по двум катетам и \(\angle DAE = \angle EAD_1\).

  3. Пусть \(F\) — основание перпендикуляра из \(C\) на \(AE\) (\(AF = 2\), \(FC = 1\)), а \(G\) — точка под \(F\) на уровне \(D_1\) (\(CG = 2\), \(GD_1 = 1\)). Прямоугольные треугольники \(AFC\) и \(CGD_1\) равны по двум катетам, поэтому \(AC = CD_1\) и \(\angle GCD_1 = \angle FAC\).

  4. \(\angle ACD_1 = \angle ACF + \angle FCD_1 = \angle ACF + \angle FAC = 90^\circ\) (сумма острых углов прямоугольного треугольника \(AFC\)). Значит, треугольник \(ACD_1\) — равнобедренный прямоугольный, и \(\angle CAD_1 = 45^\circ\).

  5. Точки \(C\) и \(D_1\) лежат по разные стороны от прямой \(AE\), поэтому \(\angle CAE + \angle DAE = \angle CAE + \angle EAD_1 = \angle CAD_1 = 45^\circ\).

  6. Итого \(\angle BAE + \angle CAE + \angle DAE = 45^\circ + 45^\circ = 90^\circ\).

Ответ
90°
Почему так

Отразив точку D относительно E, получаем равнобедренный прямоугольный треугольник ACD₁, и два меньших угла в сумме дают 45°.

Подробнее — в теме «Ромб и квадрат».

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.