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

Задание 1380

Задачи повышенной трудности

Задача 1

Условие (кратко)

(Повышенной трудности.) В треугольнике ABC AC = 9 см, BC = 12 см, медианы AM и BN взаимно перпендикулярны. Найдите AB.

Решение
Дано
  • \(\triangle ABC\)
  • \(AC = 9\) см
  • \(BC = 12\) см
  • \(AM\) и \(BN\) — медианы
  • \(AM \perp BN\)
Найти
  • \(AB\)
  1. Пусть \(G\) — точка пересечения медиан. Введём систему координат с началом \(G\), осью абсцисс — прямой \(AM\), осью ординат — прямой \(BN\) (они перпендикулярны по условию).

  2. Медианы делятся точкой \(G\) в отношении \(2 : 1\) от вершины. Поэтому можно взять \(A(-2u; 0)\), \(M(u; 0)\), \(B(0; 2v)\), \(N(0; -v)\), где \(u > 0\), \(v > 0\).

  3. \(M\) — середина \(BC\), значит, \(C\) симметрична \(B\) относительно \(M\): \(x_C = 2u - 0 = 2u\), \(y_C = 0 - 2v = -2v\), то есть \(C(2u; -2v)\). Проверка: середина \(AC\) — точка \(\left(\dfrac{-2u + 2u}{2}; \dfrac{0 - 2v}{2}\right) = (0; -v)\), это \(N\).

  4. По формуле расстояния:

    \[AC^2 = (4u)^2 + (2v)^2 = 16u^2 + 4v^2 = 81,\qquad BC^2 = (2u)^2 + (4v)^2 = 4u^2 + 16v^2 = 144.\]

  5. Сложим: \(20(u^2 + v^2) = 225\), откуда \(u^2 + v^2 = \dfrac{45}{4}\). (Сами \(u\) и \(v\) тоже находятся: \(u^2 = 3\), \(v^2 = \dfrac{33}{4}\) — такой треугольник существует.)

  6. \(AB^2 = (2u)^2 + (2v)^2 = 4(u^2 + v^2) = 45\), значит, \(AB = \sqrt{45} = 3\sqrt{5}\) см \(\approx 6{,}7\) см.

Ответ
AB = 3√5 см
Почему так

Удобно принять прямые медиан за оси координат — тогда вершины выражаются через два параметра, а длины сторон по формуле расстояния дают систему.

Подробнее — в теме «Простейшие задачи в координатах».

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.