Вопрос:

3. В треугольнике АВС известно, что ∠BAC = 64°. Биссектриса угла ВАС пересекает сторону ВС в точке D, причём ∠ADC = 110°. Найдите угол АВС.

Ответ:

Решение:

В \( \triangle ADC \), \( \angle C = 180° - \angle BAC - \angle ADC \) (внешний угол \( \angle ADC \) для \( \triangle ABD \)).

Рассмотрим \( \triangle ADC \). Сумма углов \( \angle DAC + \angle C + \angle ADC = 180° \).

\( \angle C = 180° - \angle ADC = 180° - 110° = 70° \) (так как \( \angle ADC \) является внешним углом \( \triangle ABD \), то \( \angle ADC = \angle BAD + \angle ABD \)).

\( \angle ADB = 180° - \angle ADC = 180° - 110° = 70° \)

В \( \triangle ADC \): \( \angle DAC = 180° - \angle C - \angle ADB = 180° - 70° - 70° = 40° \)

\( AD \) — биссектриса \( \angle BAC \), значит \( \angle BAD = \angle CAD \).

\( \angle BAC = 2 \cdot \angle CAD = 2 \cdot 40° = 80° \). Но по условию \( \angle BAC = 64° \). Следовательно, \( AD \) не является биссектрисой \( \angle BAC \), а \( CD \) — биссектриса \( \angle ACB \).

Переформулируем: \( BD \) — биссектриса \( \angle ABC \).

В \( \triangle ABD \): \( \angle ADB = 180° - 110° = 70° \). \( \angle BAD \) и \( \angle ABC \) — углы \( \triangle ABC \).

В \( \triangle ADC \): \( \angle DAC = 64° \). \( \angle C \) — неизвестен. \( \angle ADC = 110° \).

\( \angle ADB = 180° - 110° = 70° \).

В \( \triangle ADC \): \( \angle C = 180° - \angle DAC - \angle ADC = 180° - 64° - 110° = 64° - 180° = -16° \). Это невозможно.

Сделаем вывод, что \( CD \) — биссектриса \( \angle ACB \).

В \( \triangle ADC \): \( \angle C = 180° - \angle BAC - \angle ADC = 180° - 64° - 110° \) - неверно.

В \( \triangle ADC \): \( \angle C = 180° - \angle DAC - \angle ADC \) - неверно. \( \angle DAC \) — это \( \angle BAC \), что равно 64°.

В \( \triangle ADC \): \( \angle C = 180° - \angle CAD - \angle ADC \) - неверно.

В \( \triangle ADC \), \( \angle ADC = 110° \) — внешний угол \( \triangle ABD \).

\( \angle ADB = 180° - 110° = 70° \).

В \( \triangle ABD \): \( \angle ABD + \angle BAD + \angle ADB = 180° \).

\( \angle ABD + \angle BAD + 70° = 180° \).

\( \angle ABD + \angle BAD = 110° \).

\( BD \) — биссектриса \( \angle ABC \).

\( \angle ABD = \angle DBC = \frac{1}{2} \angle ABC \).

\( \angle BAC = 64° \).

В \( \triangle ABC \): \( \angle ABC + \angle BAC + \angle C = 180° \).

\( \angle ABC + 64° + \angle C = 180° \).

\( \angle ABC + \angle C = 116° \).

В \( \triangle ADC \): \( \angle DAC + \angle C + \angle ADC = 180° \).

\( \angle DAC = 64° \) (из условия \( \angle BAC = 64° \) и \( D \) лежит на \( BC \)).

\( 64° + \angle C + 110° = 180° \).

\( \angle C = 180° - 174° = 6° \).

Теперь найдем \( \angle ABC \) из \( \triangle ABC \):

\( \angle ABC = 116° - \angle C = 116° - 6° = 110° \).

Проверка: \( \angle ABD = 110° / 2 = 55° \). В \( \triangle ABD \): \( 55° + \angle BAD + 70° = 180° \). \( \angle BAD = 180° - 125° = 55° \).

\( \angle BAC = \angle BAD + \angle DAC = 55° + 64° = 119° \). Но по условию \( \angle BAC = 64° \).

Ошибка в интерпретации условия. \( BD \) - биссектриса \( \angle ABC \).

В \( \triangle ADC \): \( \angle C = 180° - \angle DAC - \angle ADC \).

\( \angle DAC \) — это часть \( \angle BAC \).

В \( \triangle ABC \): \( \angle ABC + \angle BAC + \angle C = 180° \).

\( \angle ABC + 64° + \angle C = 180° \) \( \Rightarrow \angle ABC + \angle C = 116° \).

В \( \triangle ABD \): \( \angle BAD + \angle ABD + \angle ADB = 180° \).

\( \angle ADB = 180° - \angle ADC = 180° - 110° = 70° \).

\( \angle BAD + \angle ABD + 70° = 180° \) \( \Rightarrow \angle BAD + \angle ABD = 110° \).

Так как \( BD \) — биссектриса \( \angle ABC \), то \( \angle ABD = \frac{1}{2} \angle ABC \).

\( \angle BAD + \frac{1}{2} \angle ABC = 110° \).

Из \( \triangle ABC \): \( \angle BAC = 64° \). \( \angle ABC + \angle C = 116° \).

\( \angle BAD \) — это часть \( \angle BAC \). \( \angle BAD \) и \( \angle DAC \) в сумме дают \( \angle BAC \).

Рассмотрим \( \triangle ADC \): \( \angle DAC + \angle C + \angle ADC = 180° \).

\( \angle DAC + \angle C + 110° = 180° \) \( \Rightarrow \angle DAC + \angle C = 70° \).

Также \( \angle BAC = \angle BAD + \angle DAC = 64° \).

Подставим \( \angle C = 116° - \angle ABC \) в \( \angle DAC + \angle C = 70° \):

\( \angle DAC + 116° - \angle ABC = 70° \).

\( \angle DAC - \angle ABC = 70° - 116° = -46° \).

\( \angle ABC - \angle DAC = 46° \).

Подставим \( \angle BAD = 110° - \angle ABD = 110° - \frac{1}{2} \angle ABC \) в \( \angle BAC = \angle BAD + \angle DAC = 64° \):

\( (110° - \frac{1}{2} \angle ABC) + \angle DAC = 64° \).

\( \angle DAC - \frac{1}{2} \angle ABC = 64° - 110° = -46° \).

\( \frac{1}{2} \angle ABC - \angle DAC = 46° \).

У нас есть система из двух уравнений:

1) \( \angle ABC - \angle DAC = 46° \)

2) \( \frac{1}{2} \angle ABC - \angle DAC = 46° \)

Вычтем второе из первого:

\( (\angle ABC - \angle DAC) - (\frac{1}{2} \angle ABC - \angle DAC) = 46° - 46° \).

\( \angle ABC - \frac{1}{2} \angle ABC = 0 \).

\( \frac{1}{2} \angle ABC = 0 \) \( \Rightarrow \angle ABC = 0 \). Это неверно.

Проверим условие: «Биссектриса угла ВАС пересекает сторону ВС в точке D» — это означает, что \( AD \) — биссектриса \( \angle BAC \).

\( \angle BAC = 64° \), значит \( \angle BAD = \angle DAC = 64° / 2 = 32° \).

В \( \triangle ADC \): \( \angle C = 180° - \angle DAC - \angle ADC = 180° - 32° - 110° = 38° \).

В \( \triangle ABC \): \( \angle ABC = 180° - \angle BAC - \angle C = 180° - 64° - 38° = 78° \).

Проверка: \( \angle ADB = 180° - 110° = 70° \).

В \( \triangle ABD \): \( \angle ABD + \angle BAD + \angle ADB = 180° \).

\( 78° + 32° + 70° = 180° \).

\( 110° + 70° = 180° \).

\( 180° = 180° \). Верно.

Ответ: 78°.