Вопрос:

4) Два угла треугольника равны 66° и 33°. Найдите тупой угол, который образуют высоты треугольника, выходящие из вершин этих углов.

Ответ:

Обозначим углы треугольника как \( \alpha, \beta, \gamma \). Пусть \( \alpha = 66° \) и \( \beta = 33° \).

Тогда третий угол \( \gamma = 180° - (\alpha + \beta) = 180° - (66° + 33°) = 180° - 99° = 81° \).

Пусть \( AH_a \) и \( BH_b \) — высоты, проведённые из вершин \( A \) и \( B \) соответственно. Эти высоты пересекаются в ортоцентре \( H \).

Рассмотрим треугольник \( ∠ ABH \). Углы в этом треугольнике:

  • \( ∠ BAH \) — угол между стороной \( AB \) и высотой \( AH_a \).
  • \( ∠ ABH \) — угол между стороной \( AB \) и высотой \( BH_b \).

Рассмотрим прямоугольный треугольник \( ∠ AH_aB \). В нём \( ∠ AH_aB = 90° \).

\( ∠ BAH = 90° - ∠ ABH \) — это не совсем верно. Правильнее так:

В прямоугольном треугольнике \( ∠ AH_aC \) (где \( AH_a \) - высота, опущенная на \( BC \) ), угол \( ∠ CAH_a = 90° - ∠ C = 90° - 81° = 9° \).

В прямоугольном треугольнике \( ∠ BH_bC \) (где \( BH_b \) - высота, опущенная на \( AC \) ), угол \( ∠ CBH_b = 90° - ∠ C = 90° - 81° = 9° \).

Теперь рассмотрим треугольник \( ∠ ABH \), где \( H \) — точка пересечения высот. Углы этого треугольника:

  • \( ∠ HAB \) — это тот же угол \( ∠ CAH_a \) = 9°.
  • \( ∠ HBA \) — это тот же угол \( ∠ CBH_b \) = 9°.

Сумма углов в \( ∠ ABH \) равна 180°:

\( ∠ AHB + ∠ HAB + ∠ HBA = 180° \)

\( ∠ AHB + 9° + 9° = 180° \)

\( ∠ AHB + 18° = 180° \)

\( ∠ AHB = 180° - 18° = 162° \)

Угол \( ∠ AHB \) является острым углом, который образуют высоты \( AH_a \) и \( BH_b \). Однако, высоты также могут образовывать тупой угол, который является смежным с \( ∠ AHB \).

Тупой угол = \( 180° - ∠ AHB = 180° - 162° = 18° \).

Проверим общий случай:

Угол между высотами, проведёнными из вершин \( A \) и \( B \), равен \( 180° - C \) или \( C \), в зависимости от того, какой угол берём (острый или тупой).

Угол между высотами \( h_a \) и \( h_b \) равен \( 180° - C \) или \( C \) — это неправильно. Угол между высотами \( h_a \) и \( h_b \) равен \( \alpha \) или \( 180° - \alpha \), где \( \alpha \) — угол между сторонами \( a \) и \( b \).

Давайте использовать формулу:

Угол между высотами \( h_a \) и \( h_b \) равен углу \( C \) или \( 180° - C \).

В нашем случае \( C = 81° \).

Угол между высотами \( AH_a \) и \( BH_b \) равен \( ∠ AHB \). В четырехугольнике \( CH_aHH_b \), \( ∠ CH_aH = 90° \) и \( ∠ CH_bH = 90° \).

Сумма углов четырёхугольника равна 360°.

\( ∠ H_aCH_b + ∠ CH_aH + ∠ AH_aH_b + ∠ AH_aH_b \) — неверное рассуждение.

Рассмотрим четырёхугольник \( CH_aHH_b \). Углы \( ∠ CH_aH = 90° \) и \( ∠ CH_bH = 90° \). Сумма углов в четырёхугольнике равна 360°.

\( ∠ H_aCH_b + ∠ CH_aH + ∠ AH_aH_b \) — это углы \( C \), \( 90° \), \( 90° \) и \( ∠ H \).

\( ∠ C + 90° + 90° + ∠ AHB = 360° \)

\( ∠ C + ∠ AHB = 180° \)

\( 81° + ∠ AHB = 180° \)

\( ∠ AHB = 180° - 81° = 99° \)

Угол \( ∠ AHB \) — это угол, образованный высотами \( AH_a \) и \( BH_b \). Он является тупым, так как \( 99° > 90° \).

Проверка:

Угол между высотами, проведёнными из вершин \( A \) и \( B \), равен \( 180° - C \) или \( C \).

Угол между высотами \( h_a \) и \( h_b \) равен \( 180^\circ - C \) или \( C \) — это зависит от того, тупой или острый треугольник.

Если \( C \) — острый, то угол между высотами \( h_a \) и \( h_b \) равен \( 180^\circ - C \) (тупой) и \( C \) (острый).

В нашем случае \( C = 81° \) (острый).

Значит, тупой угол, который образуют высоты, равен \( 180° - 81° = 99° \).

Ответ: 99°.