Задание 2. Центральный и вписанный углы
Дано: Дуга окружности равна 60°.
Найти: Центральный и вписанный углы.
Решение:
- Центральный угол равен величине дуги, на которую он опирается.
- Вписанный угол равен половине величины дуги, на которую он опирается.
Ответ: Центральный угол равен 60°, вписанный угол равен 30°.
Задание 3. Четырёхугольник КМНР
Дано: Четырёхугольник КМНР вписан в окружность. \( ∠ КНР = 35^° \), \( ∠ НКР = 45^° \).
Найти: \( ∠ КМН \).
Решение:
- Вписанные углы, опирающиеся на одну и ту же дугу, равны.
- \( ∠ КМР \) опирается на дугу КР, \( ∠ КНР \) тоже опирается на дугу КР. Значит, \( ∠ КМР = ∠ КНР = 35^° \).
- \( ∠ МКН \) опирается на дугу МН, \( ∠ НКР = 45^° \). Значит, \( ∠ МКН = ∠ МНР = 45^° \). (Тут ошибка в условии, угол НКР опирается на дугу МН, а не на КР).
- \( ∠ КМН = ∠ КМР + ∠ МКН \).
- \( ∠ КМН = 35^° + 45^° = 80^° \).
Ответ: \( ∠ КМН = 80^° \).
Задание 4. Прямоугольная трапеция
Дано: Прямоугольная трапеция ABCD (\( ∠ A = 90^° \)) вписана окружность радиусом 9 см. Сторона CD = 24 см.
Найти: Среднюю линию трапеции.
Решение:
- В прямоугольной трапеции, в которую вписана окружность, высота равна диаметру окружности. Значит, \( AB = 2 × 9 = 18 \) см.
- Сумма противоположных сторон вписанного четырёхугольника равна: \( AB + CD = AD + BC \).
- \( 18 + 24 = AD + BC \)
- \( 42 = AD + BC \)
- Средняя линия трапеции равна полусумме оснований: \( m = \frac{AD + BC}{2} \).
- \( m = \frac{42}{2} = 21 \) см.
Ответ: Средняя линия трапеции равна 21 см.
Задание 5. Окружность, касательная и секущая
Дано: Касательная МН, секущая МО. \( MH = 4 \) см, \( MO = 5 \) см.
Найти: Радиус окружности.
Решение:
- По теореме о касательной и секущей, проведённых из одной точки, произведение секущей на её внешнюю часть равно квадрату отрезка касательной.
- \( MH^2 = MN × MO \)
- \( 4^2 = MN × 5 \)
- \( 16 = MN × 5 \)
- \( MN = \frac{16}{5} = 3.2 \) см.
- \( NO = MO - MN = 5 - 3.2 = 1.8 \) см.
- Так как MN — внешняя часть секущей, а NO — внутренняя, то NO является отрезком, проходящим через центр окружности.
- Радиус окружности равен половине длины NO, если бы NO было диаметром. Но NO — часть секущей.
- По теореме о касательной и секущей, точка M находится вне окружности. О = центр окружности.
- \( MH^2 = MO × MN \)
- \( 4^2 = 5 × (5 - x) \), где x — внешняя часть секущей.
- \( 16 = 25 - 5x \)
- \( 5x = 9 \)
- \( x = 1.8 \) см.
- Это отрезок MN. Тогда NO = MO - MN = 5 - 1.8 = 3.2 см.
- Если О — центр, то МО = 5 см.
- Пусть r — радиус. Тогда \( MO = MN + NO \).
- \( 5 = MN + r \) (если N — точка на окружности).
- \( MH^2 = MN × (MN + 2r) \)
- \( 16 = MN × (5) \) - это ошибочно.
- Правильно: \( MH^2 = MN × MO \)
- \( 4^2 = MN × 5 \)
- \( MN = 16/5 = 3.2 \) см.
- Точка N находится на окружности. Тогда \( MO = MN + NO \).
- \( 5 = 3.2 + NO \)
- \( NO = 1.8 \) см.
- NO — это отрезок от точки N до точки пересечения с окружностью.
- Если O — центр, то радиус \( r \). \( MO = 5 \). \( MN = 3.2 \).
- \( MO = MN + NO \)
- \( 5 = 3.2 + NO \)
- \( NO = 1.8 \) см.
- Если NO — это часть секущей, проходящая через центр, тогда \( NO = MO - MN \)
- \( 5 = 3.2 + NO \)
- \( NO = 1.8 \).
- Это отрезок от касательной до окружности.
- Если O — центр, то \( MO = 5 \) — это расстояние от точки M до центра.
- \( MH = 4 \) — касательная. \( O \) — центр. \( ∠ MHO = 90^° \).
- В прямоугольном треугольнике \( ∆MHO \): \( MO^2 = MH^2 + OH^2 \)
- \( 5^2 = 4^2 + r^2 \)
- \( 25 = 16 + r^2 \)
- \( r^2 = 9 \)
- \( r = 3 \) см.
Ответ: Радиус окружности равен 3 см.
Задание 6. Четырёхугольник ABCD
Дано: Четырёхугольник ABCD вписан в окружность. \( ∠ DBC = 27^° \), \( ∠ ABD = 61^° \), \( ∠ BDC = 73^° \).
Найти: Углы четырёхугольника.
Решение:
- \( ∠ ABC = ∠ ABD + ∠ DBC = 61^° + 27^° = 88^° \).
- \( ∠ ADC = ∠ ADB + ∠ BDC \).
- \( ∠ ADB \) опирается на дугу AB. \( ∠ ACB \) тоже опирается на дугу AB.
- \( ∠ ACB \) неизвестен.
- \( ∠ ADB \) опирается на дугу AB. \( ∠ ACB \) опирается на дугу AB.
- \( ∠ ADB \) опирается на дугу AB. \( ∠ ACB \) опирается на дугу AB.
- \( ∠ ADB \) опирается на дугу AB. \( ∠ ACB \) опирается на дугу AB.
- \( ∠ ADB \) и \( ∠ ACB \) опираются на дугу AB.
- \( ∠ ADB \) и \( ∠ ACB \) опираются на дугу AB.
- \( ∠ ADB \) и \( ∠ ACB \) опираются на дугу AB.
- \( ∠ BAC \) опирается на дугу BC. \( ∠ BDC = 73^° \) опирается на дугу BC. Значит, \( ∠ BAC = 73^° \).
- \( ∠ CAD \) опирается на дугу CD. \( ∠ CBD = 27^° \) опирается на дугу CD. Значит, \( ∠ CAD = 27^° \).
- \( ∠ ACD \) опирается на дугу AD. \( ∠ ABD = 61^° \) опирается на дугу AD. Значит, \( ∠ ACD = 61^° \).
- \( ∠ BAD = ∠ BAC + ∠ CAD = 73^° + 27^° = 100^° \).
- \( ∠ BCD = ∠ BCA + ∠ ACD \).
- \( ∠ BCA \) опирается на дугу AB. \( ∠ ADB \) опирается на дугу AB.
- В \( △ BDC \): \( ∠ CBD = 180^° - 73^° - 27^° = 80^° \) - это ошибка. \( ∠ CBD = 27^° \).
- \( ∠ ADB = 180^° - ∠ BDC - ∠ ABD = 180^° - 73^° - 61^° = 46^° \) - это неверно. \( ∠ ADB \) и \( ∠ ABD \) — это углы в треугольнике.
- \( ∠ ADB \) опирается на дугу AB. \( ∠ ACB \) опирается на дугу AB.
- \( ∠ ACB = 180^° - ∠ ABC - ∠ BAC = 180^° - 88^° - 73^° = 19^° \).
- \( ∠ ADB = ∠ ACB = 19^° \).
- \( ∠ ADC = ∠ ADB + ∠ BDC = 19^° + 73^° = 92^° \).
- \( ∠ BCD = 180^° - ∠ BAD = 180^° - 100^° = 80^° \).
- Проверка: \( ∠ BCD = ∠ BCA + ∠ ACD = 19^° + 61^° = 80^° \).
Ответ: \( ∠ A = 100^° \), \( ∠ B = 88^° \), \( ∠ C = 80^° \), \( ∠ D = 92^° \).
Задание 7*. Две окружности
Дано: Большая окружность радиуса \( R = 12 \) см. Точка А на диаметре на расстоянии 6 см от центра.
Найти: Радиус второй окружности \( r \), которая касается диаметра в точке А и изнутри касается большой окружности.
Решение:
- Пусть \( O \) — центр большой окружности. \( OA = 6 \) см.
- Пусть \( O_1 \) — центр меньшей окружности, \( r \) — её радиус.
- Так как меньшая окружность касается диаметра в точке А, её центр \( O_1 \) лежит на перпендикуляре к диаметру в точке А.
- Так как меньшая окружность касается большей окружности изнутри, то расстояние между их центрами равно разности радиусов: \( OO_1 = R - r \).
- Пусть диаметр, на котором находится точка А, будет осью X. Центр \( O \) — начало координат (0,0).
- Тогда \( O_1 \) будет иметь координаты \( (6, r) \) или \( (6, -r) \) (если принять, что касательная — это ось Y, а диаметр — ось X).
- Рассмотрим случай, когда центр \( O_1 \) находится на оси X. Тогда \( O_1 \) = (6, 0).
- Тогда \( OO_1 = 6 \).
- \( R - r = 6 \)
- \( 12 - r = 6 \)
- \( r = 6 \) см.
- Но это случай, когда меньшая окружность касается большого круга в точке, диаметрально противоположной А, и центр её на оси X.
- В данном случае, меньшая окружность касается диаметра в точке А. Значит, центр \( O_1 \) лежит на перпендикуляре к диаметру в точке А.
- Пусть диаметр — это ось X. \( O = (0,0) \), \( R = 12 \). Точка А = \( (6,0) \).
- Центр \( O_1 \) будет иметь координаты \( (6, r) \) или \( (6, -r) \) (если касательная — это ось Y).
- Расстояние от \( O_1 \) до \( O \) равно \( OO_1 = √{(6-0)^2 + (r-0)^2} = √{36 + r^2} \).
- Это расстояние также равно \( R - r = 12 - r \).
- \( √{36 + r^2} = 12 - r \)
- Возведём обе части в квадрат: \( 36 + r^2 = (12 - r)^2 \)
- \( 36 + r^2 = 144 - 24r + r^2 \)
- \( 36 = 144 - 24r \)
- \( 24r = 144 - 36 \)
- \( 24r = 108 \)
- \( r = \frac{108}{24} = \frac{54}{12} = \frac{9}{2} = 4.5 \) см.
Ответ: Радиус второй окружности равен 4.5 см.