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

Задание 864

Задачи повышенной трудности

Задача 1

Условие (кратко)

На гипотенузе прямоугольного треугольника вне его построен квадрат. Найдите расстояние от точки пересечения диагоналей квадрата до вершины прямого угла, если сумма катетов равна a.

Решение
Дано
  • \(\triangle ABC\)
  • \(\angle A = 90^\circ\)
  • \(AB + AC = a\); \(BCKL\) — квадрат
  • не перекрывающийся с треугольником
  • \(D\) — точка пересечения его диагоналей
Найти
  • \(AD\)
  1. Диагонали квадрата равны, перпендикулярны и делятся пополам, поэтому \(DB = DC\), \(\angle BDC = 90^\circ\), \(\angle DBC = \angle DCB = 45^\circ\).

  2. Точки \(A\) и \(D\) лежат по разные стороны от \(BC\), поэтому \(\angle ABD = \angle ABC + 45^\circ\), \(\angle ACD = \angle ACB + 45^\circ\), и

    \[\angle ABD + \angle ACD = (\angle ABC + \angle ACB) + 90^\circ = 90^\circ + 90^\circ = 180^\circ.\]

  3. На продолжении \(AC\) за точку \(C\) отложим отрезок \(CE = AB\). Тогда \(\angle DCE = 180^\circ - \angle ACD = \angle ABD\).

  4. Треугольники \(ABD\) и \(ECD\) равны по двум сторонам и углу между ними: \(BD = CD\), \(AB = EC\), \(\angle ABD = \angle ECD\). Отсюда \(DA = DE\) и \(\angle BDA = \angle CDE\).

  5. Точка \(C\) лежит на отрезке \(AE\), поэтому \(\angle ADE = \angle ADC + \angle CDE = \angle ADC + \angle BDA = \angle BDC = 90^\circ\).

  6. Треугольник \(ADE\) прямоугольный и равнобедренный, гипотенуза \(AE = AC + CE = AC + AB = a\). По теореме Пифагора \(AD^2 + DE^2 = a^2\), \(2AD^2 = a^2\), откуда

    \[AD = \dfrac{a}{\sqrt{2}} = \dfrac{\sqrt{2}}{2}a.\]

Ответ
√2·a/2
Почему так

Поворотом треугольника ABD вокруг центра квадрата получается прямоугольный равнобедренный треугольник с гипотенузой, равной сумме катетов.

Подробнее — в теме «Теорема Пифагора».

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.