Геометрия. 7–9 классы · Атанасян, Бутузов и др. · § 137

Упражнение 1334 к § 137

§ 137. Применение подобия к решению задач · тема: Применение подобия фигур к доказательствам и задачам

Задача 1

Условие (кратко)

В остроугольный △ABC впишите квадрат PQRS так, чтобы P и Q лежали на стороне AC, R — на BC, S — на BA (рис. 412; в учебнике опечатка «P и S» вместо «R и S»).

Решение

Идея: сначала строим квадрат, у которого выполнены все условия, кроме одного (вершина \(R\) на \(BC\)), а затем гомотетией с центром \(A\) переводим его в искомый.

  1. На стороне \(AB\) возьмём любую точку \(S_1\) (ближе к \(A\)) и опустим перпендикуляр \(S_1P_1\) на \(AC\).

  2. На луче \(P_1C\) отложим \(P_1Q_1 = P_1S_1\) и достроим квадрат \(P_1Q_1R_1S_1\) (вершина \(R_1\) — по ту же сторону от \(AC\), что и \(B\)).

  3. Проведём луч \(AR_1\); он пересекает сторону \(BC\) в точке \(R\).

  4. Через \(R\) проведём прямую, параллельную \(AC\); она пересекает \(AB\) в точке \(S\). Опустим перпендикуляры \(SP\) и \(RQ\) на \(AC\). \(PQRS\) — искомый квадрат.

Почему это верно: гомотетия с центром \(A\) и коэффициентом \(k = \dfrac{AR}{AR_1}\) переводит \(R_1\) в \(R\), луч \(AB\) — в себя, прямую \(AC\) — в себя. Квадрат \(P_1Q_1R_1S_1\) переходит в квадрат (гомотетия сохраняет углы и умножает все стороны на \(k\)), у которого \(P\) и \(Q\) на \(AC\), \(S\) на \(AB\), \(R\) на \(BC\) — это и есть построенный \(PQRS\). Углы \(A\) и \(C\) острые, поэтому основания перпендикуляров попадают на сторону \(AC\).

Ответ
Квадрат PQRS построен с помощью гомотетии с центром A
Почему так

Строят квадрат, удовлетворяющий части условий, и гомотетией с центром в вершине A переводят его в искомый.

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

Похожие задачи для тренировки

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.