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

Задание 1295

Дополнительные задачи к главе XIV

Задача 1

Условие (кратко)

Даны параллельные прямые b и c и точка A, не лежащая ни на одной из них. Постройте равносторонний треугольник ABC так, чтобы вершины B и C лежали соответственно на прямых b и c. Сколько решений имеет задача?

Решение
Дано
  • \(b \parallel c\)
  • точка \(A\) не лежит на \(b\) и \(c\). Построить: равносторонний \(\triangle ABC\)
  • \(B \in b\)
  • \(C \in c\)
Найти
  • число решений

Анализ. Пусть треугольник построен. При повороте вокруг \(A\) на \(60^\circ\) (в подходящую сторону) вершина \(B\) переходит в \(C\), так как \(AB = AC\) и \(\angle BAC = 60^\circ\). Значит, \(C\) лежит на прямой \(b_1\) — образе прямой \(b\) при этом повороте — и на прямой \(c\).

Построение.

  1. Поворачиваем прямую \(b\) вокруг \(A\) на \(60^\circ\) по часовой стрелке: поворачиваем две её точки (откладываем от луча \(AX\) угол \(60^\circ\) и на его стороне отрезок, равный \(AX\)) и проводим через образы прямую \(b_1\) (как в задаче 1268).

  2. \(C\) — точка пересечения \(b_1\) и \(c\).

  3. Окружность с центром \(A\) радиуса \(AC\) пересекает \(b\); нужная точка \(B\) — та, что переходит в \(C\) при выбранном повороте (то есть \(\angle BAC = 60^\circ\)).

Доказательство. \(B\) переходит в \(C\) при повороте на \(60^\circ\) вокруг \(A\), поэтому \(AB = AC\) и \(\angle BAC = 60^\circ\) — треугольник \(ABC\) равнобедренный с углом \(60^\circ\) при вершине, значит, равносторонний.

Число решений. Прямая \(b_1\) образует с \(b\), а значит, и с \(c\) угол \(60^\circ\), поэтому пересекает \(c\) ровно в одной точке. Поворот на \(60^\circ\) против часовой стрелки даёт ещё один треугольник \(AB'C'\). Эти треугольники различны: у одного обход \(A \to B \to C\) идёт против часовой стрелки, у другого — по часовой. Других решений нет — у любого решения \(B\) переходит в \(C\) при одном из двух поворотов. Задача имеет два решения.

Ответ
Строим образ b₁ прямой b при повороте вокруг A на 60°; C — пересечение b₁ и c, B — прообраз C. Два решения (повороты по и против часовой стрелки)
Почему так

При повороте вокруг A на 60° вершина B равностороннего треугольника переходит в C, поэтому C лежит на образе прямой b.

Подробнее — в теме «Применение движений к решению задач».

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.