1. Дано: $$PE \parallel NK$$, $$MP = 8 \text{ см}$$, $$MN = 12 \text{ см}$$, $$ME = 6 \text{ см}$$.
Найти: a) $$MK$$; б) $$\frac{PE}{NK}$$; в) $$S_{MPE} : S_{MNK}$$.
Решение:
a) Рассмотрим $$\triangle MPE$$ и $$\triangle MNK$$.
$$\angle M$$- общий, $$\angle MEP = \angle MKN$$ как соответственные углы при $$PE \parallel NK$$ и секущей $$ME$$. Следовательно, $$\triangle MPE \sim \triangle MNK$$ по двум углам.
Из подобия следует пропорциональность сторон:$$\frac{ME}{MK} = \frac{MP}{MN}$$.
Выразим $$MK$$: $$MK = \frac{ME \cdot MN}{MP} = \frac{6 \cdot 12}{8} = 9 \text{ см}$$.
б) По теореме о пропорциональных отрезках: $$\frac{PE}{NK} = \frac{ME}{MK} = \frac{MP}{MN} = \frac{6}{9} = \frac{12-8}{12} = \frac{4}{12} = \frac{1}{3}$$.
в) Отношение площадей подобных треугольников равно квадрату коэффициента подобия: $$\frac{S_{MPE}}{S_{MNK}} = \left(\frac{PE}{NK}\right)^2 = \left(\frac{1}{3}\right)^2 = \frac{1}{9}$$.
Ответ: a) $$MK = 9 \text{ см}$$; б) $$\frac{PE}{NK} = \frac{1}{3}$$; в) $$S_{MPE} : S_{MNK} = 1:9$$.
2. Дано: $$\triangle ABC$$ и $$\triangle MNK$$, $$AB = 3 \text{ см}$$, $$BC = 5 \text{ см}$$, $$AC = 2 \text{ см}$$, $$MN = 9 \text{ см}$$, $$NK = 6 \text{ см}$$, $$MK = 15 \text{ см}$$, $$\angle A = 70^\circ$$, $$\angle C = 40^\circ$$.
Найти: углы треугольника $$MNK$$.
Решение:
Найдем углы треугольника $$ABC$$: $$\angle A = 70^\circ$$, $$\angle C = 40^\circ$$, тогда $$\angle B = 180^\circ - (70^\circ + 40^\circ) = 70^\circ$$.
Найдем отношение сторон: $$\frac{AB}{MN} = \frac{3}{9} = \frac{1}{3}$$, $$\frac{BC}{NK} = \frac{5}{15} = \frac{1}{3}$$, $$\frac{AC}{MK} = \frac{2}{6} = \frac{1}{3}$$.
Стороны пропорциональны, значит $$\triangle ABC \sim \triangle MNK$$ по трем сторонам. Значит, углы $$MNK$$ соответственно равны углам $$ABC$$: $$\angle M = \angle A = 70^\circ$$, $$\angle N = \angle B = 70^\circ$$, $$\angle K = \angle C = 40^\circ$$.
Ответ: $$\angle M = 70^\circ$$, $$\angle N = 70^\circ$$, $$\angle K = 40^\circ$$.
3. Дано: отрезки $$AB$$ и $$CD$$ пересекаются в точке $$O$$, $$\angle AOC = \angle BDO$$, $$\frac{AO}{OB} = \frac{2}{3}$$, $$P_{BOD} = 21 \text{ см}$$.
Найти: $$P_{ACO}$$.
Решение:
$$\angle AOC = \angle BDO$$ (по условию), $$\angle AOC = \angle BOD$$ как вертикальные, следовательно, $$\angle BDO = \angle AOC$$
$$\triangle AOC \sim \triangle BOD$$ по двум углам.
Отношение сторон: $$\frac{AO}{BO} = \frac{2}{3}$$, следовательно, коэффициент подобия $$k = \frac{2}{3}$$.
$$\frac{P_{ACO}}{P_{BOD}} = k = \frac{2}{3}$$.
Тогда $$P_{ACO} = \frac{2}{3} P_{BOD} = \frac{2}{3} \cdot 21 = 14 \text{ см}$$.
Ответ: $$P_{ACO} = 14 \text{ см}$$.
4. Дано: выпуклый четырехугольник $$ABCD$$, $$AB = 6 \text{ см}$$, $$CB = 4 \text{ см}$$, $$CD = 24 \text{ см}$$, $$AD = 2 \text{ см}$$, $$BD = 12 \text{ см}$$.
Доказать, что $$ABCD$$ - трапеция.
Решение:
Рассмотрим треугольники $$ABD$$ и $$BDC$$.
$$\frac{AD}{DB} = \frac{2}{12} = \frac{1}{6}$$, $$\frac{AB}{DC} = \frac{6}{24} = \frac{1}{4}$$, $$\frac{BD}{BC} = \frac{12}{4} = 3$$.
Рассмотрим треугольники $$ABD$$ и $$BDC$$.
$$\frac{AD}{CD} = \frac{2}{24} = \frac{1}{12}$$, $$\frac{AB}{BC} = \frac{6}{4} = \frac{3}{2}$$, $$\frac{BD}{BD} = 1$$.
Проверим пропорциональность сторон:
$$\frac{AD}{CD}=\frac{AB}{CB} = \frac{BD}{BD}$$. Подставим $$\frac{2}{24}=\frac{6}{4} = \frac{12}{12}$$, упростим $$\\\frac{1}{12}=\frac{3}{2} = 1$$. Это неверно.
Если $$\frac{AB}{CD} = \frac{AD}{BC}=\frac{BD}{BD}$$, то $$\frac{6}{24} = \frac{2}{4} = \frac{12}{12}$$, упростим $$\frac{1}{4} = \frac{1}{2} = 1$$. Это неверно.
Если $$\frac{AB}{BC} = \frac{AD}{CD}=\frac{BD}{BD}$$, то $$\frac{6}{4} = \frac{2}{24} = \frac{12}{12}$$, упростим $$\frac{3}{2} = \frac{1}{12} = 1$$. Это неверно.
Тогда теорема о пропорциональности отрезков не работает. Доказательство невозможно.
Ответ: Доказать, что $$ABCD$$ - трапеция, невозможно.