Дан прямоугольный треугольник abc с прямым углом c. пусть bk-биссектриса этого треугольника. окружность, описанная около тругольника akb, пересекает вторично сторону bc в точке l. докажите, что cb+cl=ab

Лебедев Дмитрий Сергеевич

Учитель математики

Проверено учителем

Для доказательства утверждения CB+CL=ABcap C cap B plus cap C cap L equals cap A cap B воспользуемся свойствами вписанного четырехугольника, теоремой о биссектрисе и тригонометрическими соотношениями в прямоугольном треугольнике. Шаг 1: Использование свойства точек на окружности Так как точки Acap A, Kcap K, Lcap L и Bcap B лежат на одной окружности, произведение отрезков секущих, проведенных из точки Ccap C, должно быть равным. Для секущих CAcap C cap A и CBcap C cap B имеем: CKCA=CLCBcap C cap K center dot cap C cap A equals cap C cap L center dot cap C cap BОтсюда выразим отрезок CLcap C cap L: CL=CKCACBcap C cap L equals the fraction with numerator cap C cap K center dot cap C cap A and denominator cap C cap B end-fraction Шаг 2: Применение свойства биссектрисы По условию BKcap B cap K — биссектриса угла Bcap B. По свойству биссектрисы треугольника ABCcap A cap B cap C, она делит противоположную сторону ACcap A cap C на отрезки, пропорциональные прилежащим сторонам: AKKC=ABBCthe fraction with numerator cap A cap K and denominator cap K cap C end-fraction equals the fraction with numerator cap A cap B and denominator cap B cap C end-fraction Выразим всю сторону ACcap A cap C через KCcap K cap C и отношение сторон: AC=AK+KC=KCABBC+KC=KCAB+BCBCcap A cap C equals cap A cap K plus cap K cap C equals cap K cap C center dot the fraction with numerator cap A cap B and denominator cap B cap C end-fraction plus cap K cap C equals cap K cap C center dot the fraction with numerator cap A cap B plus cap B cap C and denominator cap B cap C end-fraction AC=KCAB+CBCBcap A cap C equals cap K cap C center dot the fraction with numerator cap A cap B plus cap C cap B and denominator cap C cap B end-fraction Шаг 3: Подстановка и преобразование выражения для CL Подставим полученное выражение для ACcap A cap C в формулу для CLcap C cap L из Шага 1: CL=CK(KCAB+CBCB)CB=KC2(AB+CB)CB2cap C cap L equals the fraction with numerator cap C cap K center dot open paren cap K cap C center dot the fraction with numerator cap A cap B plus cap C cap B and denominator cap C cap B end-fraction close paren and denominator cap C cap B end-fraction equals the fraction with numerator cap K cap C squared center dot open paren cap A cap B plus cap C cap B close paren and denominator cap C cap B squared end-fraction Из прямоугольного треугольника KCBcap K cap C cap B (где C=90angle cap C equals 90 raised to the composed with power) выразим KCcap K cap C через CBcap C cap B и угол β=ABC/2beta equals angle cap A cap B cap C / 2: KC=CBtan(β)cap K cap C equals cap C cap B center dot tangent open paren beta close parenПодставим это значение в формулу CLcap C cap L: CL=(CBtan(β))2(AB+CB)CB2=CB2tan2(β)(AB+CB)CB2cap C cap L equals the fraction with numerator open paren cap C cap B center dot tangent open paren beta close paren close paren squared center dot open paren cap A cap B plus cap C cap B close paren and denominator cap C cap B squared end-fraction equals the fraction with numerator cap C cap B squared center dot tangent squared open paren beta close paren center dot open paren cap A cap B plus cap C cap B close paren and denominator cap C cap B squared end-fraction CL=tan2(β)(AB+CB)cap C cap L equals tangent squared open paren beta close paren center dot open paren cap A cap B plus cap C cap B close parenШаг 4: Доказательство равенства В треугольнике ABCcap A cap B cap C сторона CB=ABcos(2β)cap C cap B equals cap A cap B center dot cosine open paren 2 beta close paren. Нам нужно проверить, верно ли, что CL=ABCBcap C cap L equals cap A cap B minus cap C cap B. Подставим значения: tan2(β)(AB+ABcos(2β))=ABtan2(β)(1+cos(2β))tangent squared open paren beta close paren center dot open paren cap A cap B plus cap A cap B center dot cosine open paren 2 beta close paren close paren equals cap A cap B center dot tangent squared open paren beta close paren center dot open paren 1 plus cosine open paren 2 beta close paren close parenИспользуя тригонометрические формулы 1+cos(2β)=2cos2(β)1 plus cosine open paren 2 beta close paren equals 2 cosine squared open paren beta close paren и tan2(β)=sin2(β)cos2(β)tangent squared open paren beta close paren equals the fraction with numerator sine squared open paren beta close paren and denominator cosine squared open paren beta close paren end-fraction , получаем: CL=ABsin2(β)cos2(β)2cos2(β)=2ABsin2(β)cap C cap L equals cap A cap B center dot the fraction with numerator sine squared open paren beta close paren and denominator cosine squared open paren beta close paren end-fraction center dot 2 cosine squared open paren beta close paren equals 2 center dot cap A cap B center dot sine squared open paren beta close paren Теперь преобразуем правую часть искомого равенства ABCBcap A cap B minus cap C cap B: ABCB=ABABcos(2β)=AB(1cos(2β))cap A cap B minus cap C cap B equals cap A cap B minus cap A cap B center dot cosine open paren 2 beta close paren equals cap A cap B center dot open paren 1 minus cosine open paren 2 beta close paren close parenИспользуя формулу 1cos(2β)=2sin2(β)1 minus cosine open paren 2 beta close paren equals 2 sine squared open paren beta close paren, получаем: ABCB=2ABsin2(β)cap A cap B minus cap C cap B equals 2 center dot cap A cap B center dot sine squared open paren beta close parenТаким образом, CL=ABCBcap C cap L equals cap A cap B minus cap C cap B, что равносильно CB+CL=ABcap C cap B plus cap C cap L equals cap A cap B. Ответ: Утверждение CB+CL=ABcap C cap B plus cap C cap L equals cap A cap B доказано через свойство степени точки относительно окружности и тригонометрические тождества для половинного угла. Нужны ли вам дополнительные пояснения по использованию свойства секущих или тригонометрическим переходам в этом доказательстве?

Форма ответа

Ваш аватар