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

Задание 1364

Дополнительные задачи к главе XV

Задача 1

Условие (кратко)

Рис. 419: P и C, B и Q симметричны относительно биссектрисы AX угла BAC, AB = 5, AC = 3, D — точка пересечения PQ и BC. С помощью гомотетии с центром D докажите, что CD = 3/8 BC.

Решение

Дано: \(AX\) — биссектриса угла \(BAC\), \(P\) и \(C\), \(B\) и \(Q\) симметричны относительно \(AX\), \(AB = 5\), \(AC = 3\), \(D = PQ \cap BC\). Доказать: \(CD = \dfrac{3}{8}BC\).

В учебнике напечатано «\(CD = \dfrac{3}{8}\)» — пропущено «\(BC\)»; доказываем \(CD : BC = 3 : 8\).

  1. При симметрии относительно \(AX\) луч \(AC\) переходит в луч \(AB\). Поэтому \(P\) лежит на \(AB\), \(AP = AC = 3\); \(Q\) лежит на луче \(AC\), \(AQ = AB = 5\).

  2. Отрезки \(PC\) и \(BQ\) перпендикулярны оси \(AX\), значит, \(PC \parallel BQ\).

  3. \(\triangle APC \sim \triangle ABQ\) (\(PC \parallel BQ\), угол \(A\) общий), \(\dfrac{BQ}{PC} = \dfrac{AB}{AP} = \dfrac{5}{3}\).

  4. Прямые \(PQ\) и \(CB\) пересекаются в точке \(D\), и \(D\) лежит между \(P\) и \(Q\), между \(C\) и \(B\). Так как \(PC \parallel QB\), гомотетия с центром \(D\) и \(k = -\dfrac{BQ}{PC} = -\dfrac{5}{3}\) переводит \(P\) в \(Q\) и \(C\) в \(B\) (треугольники \(DPC\) и \(DQB\) подобны с коэффициентом \(\dfrac{5}{3}\)).

  5. Отсюда \(DB = \dfrac{5}{3}DC\), \(BC = DC + DB = \dfrac{8}{3}DC\), то есть \(CD = \dfrac{3}{8}BC\).

Ответ
Утверждение доказано: CD = 3/8 BC, то есть CD : DB = 3 : 5.
Почему так

Отрезки PC и BQ параллельны, и гомотетия с центром D и k = −5/3 переводит PC в QB, поэтому D делит BC в отношении 3 : 5.

Подробнее — в теме «Применение подобия фигур к доказательствам и задачам».

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.