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

Задание 1097

Дополнительные задачи к главе XI

Задача 1

Условие (кратко)

(Задача для групповой работы.) Даны точки A и B. Найдите множество всех точек M, для которых 2AM² − BM² = 2AB².

Решение
Дано
  • точки \(A\) и \(B\)
  • \(AB = d\)
Найти
  • множество точек \(M\)
  • для которых \(2AM^2 - BM^2 = 2AB^2\)
  1. Введём координаты: \(A(0; 0)\), \(B(d; 0)\), \(M(x; y)\). Тогда \(AM^2 = x^2 + y^2\), \(BM^2 = (x - d)^2 + y^2\).

  2. Условие: \(2x^2 + 2y^2 - (x^2 - 2dx + d^2 + y^2) = 2d^2\), то есть \(x^2 + 2dx + y^2 = 3d^2\).

  3. Выделим полный квадрат: \((x + d)^2 + y^2 = 4d^2\).

  4. Это окружность с центром \(B'(-d; 0)\) и радиусом \(2d\). Точка \(B'\) симметрична точке \(B\) относительно \(A\).

Ответ
Окружность радиуса 2AB с центром в точке B′, симметричной B относительно A
Почему так

В системе координат с осью Ox вдоль AB условие превращается в уравнение окружности.

Подробнее — в теме «Уравнение линии. Уравнение окружности».

Задача 2

Условие (кратко)

(Задача для групповой работы.) Даны точки A и B. Найдите множество всех точек M, для которых 2AM² + 2BM² = 6AB².

Решение
Дано
  • точки \(A\) и \(B\)
  • \(AB = d\)
Найти
  • множество точек \(M\)
  • для которых \(2AM^2 + 2BM^2 = 6AB^2\)
  1. Введём координаты: \(A(0; 0)\), \(B(d; 0)\), \(M(x; y)\).

  2. Условие: \(2(x^2 + y^2) + 2\left((x - d)^2 + y^2\right) = 6d^2\), то есть \(4x^2 - 4dx + 4y^2 + 2d^2 = 6d^2\), или \(x^2 - dx + y^2 = d^2\).

  3. Выделим полный квадрат: \(\left(x - \dfrac{d}{2}\right)^2 + y^2 = d^2 + \dfrac{d^2}{4} = \dfrac{5d^2}{4}\).

  4. Это окружность с центром в середине \(O\) отрезка \(AB\) и радиусом \(\dfrac{\sqrt{5}}{2}d\).

Проверка: точка \(M\left(\dfrac{d}{2}; \dfrac{\sqrt{5}}{2}d\right)\) лежит на окружности; для неё \(AM^2 = BM^2 = \dfrac{d^2}{4} + \dfrac{5d^2}{4} = \dfrac{3d^2}{2}\), и \(2 \cdot \dfrac{3d^2}{2} + 2 \cdot \dfrac{3d^2}{2} = 6d^2\) — верно.

В ответах учебника указана окружность радиуса \(\dfrac{4}{3}AB\) с центром \(C\) на отрезке \(AB\), \(AC = \dfrac{2}{3}AB\). Такой ответ получается для условия \(AM^2 + 2BM^2 = 6AB^2\), а для напечатанного условия верна окружность с центром в середине \(AB\).

Ответ
Окружность с центром в середине отрезка AB и радиусом (√5/2)·AB
Почему так

В координатах с осью Ox вдоль AB условие сводится к уравнению окружности; центр в середине AB, так как условие симметрично относительно A и B.

Подробнее — в теме «Уравнение линии. Уравнение окружности».

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.