πЕГЭ · ИИ-репетитор12 предметов · задания ФИПИ
Главная → Математика (профиль) → Задания №17 → Задание m17-09

Задание №17 ЕГЭ Математика (профиль): разбор и критерии

Ответ на это задание — развёрнутое решение. В тренажёре его проверяет ИИ по официальным критериям ФИПИ, а здесь есть эталонное решение из банка.

Условие

Окружность с центром O, вписанная в треугольник ABC, касается стороны BC в точке P и пересекает отрезок BO в точке Q. При этом отрезки OC и QP параллельны.

а) Докажите, что треугольник ABC ― равнобедренный.

б) Найдите площадь треугольника BQP, если точка O делит высоту BD треугольника в отношении BO: OD = 3: 1 и AC = 2a.

Подсказки — как подойти к решению

  1. Докажи равнобедренность треугольника через равенство углов, используя параллельность данных отрезков.
  2. Площадь треугольника выражай через его стороны, записанные через параметр a.

Решение

Пусть луч BO пересекает сторону AC в точке D. Введем следующие обозначения: BCO = DCO = α, COP = x. Прямые OC и QP параллельны, а углы COP и OPQ ― накрест лежащие при пересечении прямых PQ и OC секущей OP, следовательно, OPQ = x. Далее, из прямоугольного треугольника OPC находим x = π/2 − α, а из равнобедренного треугольника OPQ находим POQ = π − 2x = 2α. Таким образом, треугольники BOP и BCD подобны, и, значит, биссектриса BD треугольника ABC является его высотой, откуда следует, что треугольник ABC ― равнобедренный треугольник, что и требовалось доказать.

б) Отрезок CO ― биссектриса треугольника BCD. Следовательно,

DC/BC = OD/OB = 1/3,

откуда BC = 3DC = 3a.

Далее, CP = DC = a, значит, BP = 2a и, следовательно, S_Δ BPO = 2S_Δ CPO = S_CPOD. Откуда

S_Δ BOP = 1/2 S_Δ BCD = 1/4 S_Δ ABC. BQ = 2/3 BO,

следовательно S_Δ BQP = 2/3 S_Δ BOP = 1/6 S_Δ ABC.

По формуле Герона находим: S_Δ ABC = √(4a · 2a · a · a) = 2 √(2) a². Значит, S_Δ BQP = (a² √(2))/(3).

Ответ: (a² √(2))/(3).

Приведем решение пункта б) Данила Касьяненко.

По условию BO:OD = 3:1, тогда BQ = QD, поскольку DO = OQ. Проведем через точку Q прямую, параллельную прямой АС, пусть она пересечет сторону ВС в точке N. Тогда QN — средняя линия треугольника BDC, поэтому QN = DC/2 = a/2, а BN = CN. По свойству касательных NP = QN = a/2 и CP = DC = a, тогда BN = CN = 3a/2.

Из прямоугольного треугольника BQN найдем BQ:

BQ = √(BN² − QN²) = √(9а²/4 − a²/4) = √(2) а.

Проведем QT перпендикулярно CB. Из прямоугольного треугольника BQN найдем QT:

QT = (BQ · QN)/(BN) = (√(2) a · a/2)/(3a/2) = (√(2) a)/(3).

Найдем площадь треугольника BQP:

S_Δ BQP = 1/2 · BP · QT = 1/2 · 2a · (√(2) a)/(3) = (a² √(2))/(3).

Критерии оценивания ФИПИ

Критерий (до 3 баллов)Балл
Имеется верное доказательство утверждения пункта a) и обоснованно получен верный ответ в пункте б)3
Получен обоснованный ответ в пункте б) ИЛИ имеется верное доказательство утверждения пункта а) и при обоснованном решении пункта б) получен неверный ответ из-за арифметической ошибки2
Имеется верное доказательство утверждения пункта а) ИЛИ при обоснованном решении пункта б) получен неверный ответ из-за арифметической ошибки, ИЛИ обоснованно получен верный ответ в пункте б) с использованием утверждения пункта а), при этом пункт а) не выполнен1
Решение не соответствует ни одному из критериев, приведённых выше0
Максимальный балл3

Типичные ошибки

Решить это задание в тренажёре

В тренажёре: подсказки по шагам, разбор твоей ошибки ИИ-репетитором (он не даёт готовый ответ), повторение ошибок по интервалам и общий прогресс. Все задания №17 по профильной математике · Разбор темы №17 с нуля