Вопрос:

Через середину \(K\) медианы \(BM\) треугольника \(ABC\) и вершину \(A\) проведена прямая, пересекающая сторону \(BC\) в точке \(P\). Найдите отношение площади треугольника \(ABC\) к площади четырёхугольника \(KPCM\). Ответ запишите в виде десятичной дроби.

Смотреть решения всех заданий с листа

Ответ:

Логика такая: разбираемся с отношением площадей треугольников, используя свойства медиан и подобия.

Решение:

Обозначим площадь треугольника \(ABC\) как \(S\). Поскольку \(BM\) — медиана, то площадь треугольника \(ABM\) равна половине площади треугольника \(ABC\), то есть \(\frac{1}{2}S\).

\(K\) — середина \(BM\), следовательно, площадь треугольника \(ABK\) равна половине площади треугольника \(ABM\), то есть \(\frac{1}{2} \cdot \frac{1}{2}S = \frac{1}{4}S\).

Пусть площадь треугольника \(ABP\) равна \(x\). Тогда площадь треугольника \(APC\) равна \(S - x\).

Рассмотрим треугольники \(ABK\) и \(APK\). У них общее основание \(AK\), и отношение их площадей равно отношению длин отрезков \(BP\) и \(PK\), то есть:

\[\frac{S_{ABK}}{S_{APK}} = \frac{BP}{PK}\]

Аналогично, для треугольников \(AMC\) и \(PMC\):

\[\frac{S_{AMC}}{S_{PMC}} = \frac{AP}{PC}\]

Поскольку \(AP\) проходит через середину медианы, можно использовать теорему Менелая для треугольника \(BCM\) и прямой \(AP\):

\[\frac{BP}{PC} \cdot \frac{CA}{AM} \cdot \frac{MK}{KB} = 1\]

Учитывая, что \(AM = MC\) и \(MK = KB\), получаем:

\[\frac{BP}{PC} \cdot \frac{2}{1} \cdot \frac{1}{1} = 1\]

Отсюда \(\frac{BP}{PC} = \frac{1}{2}\), то есть \(PC = 2BP\). Значит, \(BC = BP + PC = BP + 2BP = 3BP\), и \(BP = \frac{1}{3}BC\).

Тогда площадь треугольника \(ABP\) составляет \(\frac{1}{3}\) от площади треугольника \(ABC\), то есть \(x = \frac{1}{3}S\).

Площадь треугольника \(APC\) равна \(S - x = S - \frac{1}{3}S = \frac{2}{3}S\).

Площадь четырёхугольника \(KPCM\) можно найти как разность площади треугольника \(BCM\) и площади треугольника \(BPK\).

Площадь треугольника \(BCM\) равна половине площади треугольника \(ABC\), то есть \(\frac{1}{2}S\).

Чтобы найти площадь треугольника \(BPK\), заметим, что \(BK = \frac{1}{2}BM\), и площадь треугольника \(BPK\) составляет \(\frac{1}{2}\) от площади треугольника \(BPM\).

Площадь треугольника \(BPM\) составляет \(\frac{1}{3}\) от площади треугольника \(BCM\), так как \(BP = \frac{1}{3}BC\). Следовательно, площадь треугольника \(BPM\) равна \(\frac{1}{3} \cdot \frac{1}{2}S = \frac{1}{6}S\).

Тогда площадь треугольника \(BPK\) равна \(\frac{1}{2} \cdot \frac{1}{6}S = \frac{1}{12}S\).

Площадь четырёхугольника \(KPCM\) равна \(\frac{1}{2}S - \frac{1}{12}S = \frac{6}{12}S - \frac{1}{12}S = \frac{5}{12}S\).

Отношение площади треугольника \(ABC\) к площади четырёхугольника \(KPCM\) равно:

\[\frac{S}{\frac{5}{12}S} = \frac{12}{5} = 2.4\]

Ответ: 2.4

Проверка за 10 секунд:
Площадь треугольника \(ABC\) больше площади четырёхугольника \(KPCM\) в 2.4 раза.
Доп. профит:
Читерский прием
Помни, что медиана делит треугольник на два равновеликих треугольника. Это упрощает расчеты площадей.
ГДЗ по фото 📸
Подать жалобу Правообладателю