Вопрос:

В параллелограмме ABCD диагональ AC в 2 раза больше стороны AB и ∠ACD = 140°. Найдите угол между диагоналями параллелограмма. Ответ дайте в градусах.

Ответ:

Решение:

Дан параллелограмм ABCD. По условию \( AC = 2 · AB \) и \( ∠ ACD = 140^{\circ} \).

В параллелограмме противоположные углы равны: \( ∠ ABC = ∠ ADC \) и \( ∠ BAD = ∠ BCD \).

Сумма углов, прилежащих к одной стороне, равна 180°: \( ∠ ABC + ∠ BCD = 180^{\circ} \).

Диагонали параллелограмма точкой пересечения делятся пополам. Пусть O — точка пересечения диагоналей AC и BD. Тогда \( AO = OC = ⅗ AC \) и \( BO = OD = ⅗ BD \).

По условию \( AC = 2 · AB \). Следовательно, \( AO = OC = AB \).

Рассмотрим треугольник ABC. Стороны AB и BC. Диагональ AC. \( AC = 2 · AB \).

Рассмотрим треугольник ACD. \( AC \) — диагональ, \( CD = AB \).

По условию \( ∠ ACD = 140^{\circ} \). Этот угол является частью угла \( ∠ BCD \).

В параллелограмме \( ∠ BCD = ∠ BAD \).

Нам дан \( ∠ ACD = 140^{\circ} \), что является тупым углом. Это противоречит рисунку, где \( ∠ ACD \) острый.

Предположим, что \( ∠ CAD = 140^{\circ} \) или \( ∠ ACB = 140^{\circ} \) или \( ∠ BAC = 140^{\circ} \). Но это невозможно, так как эти углы являются углами треугольников.

Возможно, в условии опечатка, и \( ∠ ADC = 140^{\circ} \) или \( ∠ BCD = 140^{\circ} \).

Если \( ∠ BCD = 140^{\circ} \), тогда \( ∠ ABC = 180^{\circ} - 140^{\circ} = 40^{\circ} \).

В треугольнике ABC: \( AC = 2 · AB \).

По теореме косинусов для \( △ ABC \): \( AC^2 = AB^2 + BC^2 - 2 · AB · BC · ᵇ ↛ ∠ ABC \).

\( (2 · AB)^2 = AB^2 + BC^2 - 2 · AB · BC · ᵇ ↛ 40^{\circ} \).

\( 4 AB^2 = AB^2 + BC^2 - 2 · AB · BC · ᵇ ↛ 40^{\circ} \).

Нам нужно найти угол между диагоналями. Пусть O — точка пересечения диагоналей. Углы \( ∠ AOB \) или \( ∠ BOC \).

Из \( AO = OC = AB \), значит, \( AC = 2 · AB \).

Рассмотрим \( △ AOB \). Стороны \( AO = AB \). Требуется найти \( ∠ AOB \).

Если \( ∠ BCD = 140^{\circ} \), то \( ∠ ABC = 40^{\circ} \).

В \( △ ABC \), \( AC = 2AB \). По теореме синусов: \( ⅗ ∠ ∠ ABC = ⅗ ∠ AC = ⅗ ∠ BC \).

\( ⅗ ∠ 40^{\circ} = ⅗ ∠ AB = ⅗ ∠ BC \).

\( ⅗ ∠ BC = ⅗ ∠ 40^{\circ} · AB \).

\( BC = ⅗ ∠ 40^{\circ} · AB \).

\( ∠ BCD = 140^{\circ} \) => \( ∠ ACB + ∠ ACD = 140^{\circ} \). Но \( ∠ ACD = 140^{\circ} \) по условию. Это значит, что \( ∠ ACB = 0^{\circ} \), что невозможно.

Пересмотрим условие: \( ∠ ACD = 140^{\circ} \). Это угол внутри параллелограмма. На рисунке он острый. Если \( ∠ ACD = 140^{\circ} \) это означает, что точка D находится