1. По теореме о касательной и секущей, если из точки X вне окружности проведены касательная XH и секущая XBC, то $$XH^2 = XB \cdot XC$$. Подставляя данные значения, получим: $$XH^2 = 5 \cdot 45 = 225$$. Следовательно, $$XH = \sqrt{225} = 15$$.
Ответ: 15
2. По теореме о секущих, если из точки P проведены две секущие PCA и PEB, то $$PC \cdot PA = PE \cdot PB$$. Из условия известно, что PE = 4 и BE = 21, следовательно PB = PE + EB = 4 + 21 = 25. Из условия также известно, что PC = 5. Подставим данные значения в уравнение: $$5 \cdot PA = 4 \cdot 25$$, $$PA = \frac{4 \cdot 25}{5} = 20$$. Тогда AC = PA - PC = 20 - 5 = 15.
Ответ: PA = 20, AC = 15
3. Применим теорему Менелая для треугольника ABC и прямой DE. Прямая AQ делит сторону BC в отношении, которое можно найти, используя теорему Менелая. Пусть AQ пересекает BC в точке M. Тогда, по теореме Менелая: $$\frac{BD}{DA} \cdot \frac{AE}{EC} \cdot \frac{CM}{MB} = 1$$. Из условия известно, что $$\frac{BD}{DA} = \frac{5}{1}$$ и $$\frac{AE}{EC} = \frac{2}{1}$$. Подставляя эти значения в уравнение, получим: $$\frac{5}{1} \cdot \frac{2}{1} \cdot \frac{CM}{MB} = 1$$, $$\frac{CM}{MB} = \frac{1}{10}$$. Тогда $$\frac{BM}{MC} = \frac{10}{1}$$. Значит, прямая AQ делит сторону BC в отношении 10:1.
Ответ: 10:1
4. Пусть хорда делится точкой С на отрезки x и 3x, и пусть O - центр окружности. Тогда длина хорды равна 4x. Расстояние от точки С до центра окружности равно 11 см, а радиус окружности равен 13 см. Пусть M - середина хорды. Тогда CM = 2x. OC = 11 см, OM перпендикулярна хорде. Рассмотрим прямоугольный треугольник OMC. По теореме Пифагора: $$OM^2 + CM^2 = OC^2$$, $$OM^2 + (2x)^2 = 13^2$$, $$11^2 + (2x)^2 = 13^2$$, $$121 + 4x^2 = 169$$, $$4x^2 = 169 - 121 = 48$$, $$x^2 = 12$$, $$x = \sqrt{12} = 2\sqrt{3}$$. Длина хорды равна 4x, то есть $$4 \cdot 2\sqrt{3} = 8\sqrt{3}$$.
Ответ: $$8\sqrt{3}$$
5. По теореме Менелая для треугольника ABC и прямой PKD, точки P, K и D лежат на одной прямой, если выполняется условие: $$\frac{BP}{PA} \cdot \frac{AK}{KC} \cdot \frac{CD}{DB} = 1$$. Из условия задачи известно, что $$\frac{BP}{PA} = \frac{4}{3}$$ и $$\frac{AK}{KC} = \frac{3}{2}$$. Также известно, что BC = CD, значит, BD = 2BC. Тогда $$\frac{CD}{DB} = \frac{BC}{2BC} = \frac{1}{2}$$. Подставляя эти значения в теорему Менелая, получим: $$\frac{4}{3} \cdot \frac{3}{2} \cdot \frac{1}{2} = 1$$. 1 = 1. Следовательно, точки P, K и D лежат на одной прямой.
Ответ: Точки P, K и D лежат на одной прямой.