Вопрос:

Точка М - середина стороны CD параллелограмма ABCD. На стороне ВС данного параллелограмма отмечена точка L так, что ∠AML = 90°, BL = 6, LC = 2. Найдите длину отрезка AL.

Ответ:

Решение:

В параллелограмме ABCD точка M — середина стороны CD. Следовательно, \( CM = MD = \frac{1}{2} CD \).

Точка L лежит на стороне BC, при этом \( BL = 6 \) и \( LC = 2 \). Значит, \( BC = BL + LC = 6 + 2 = 8 \).

Поскольку ABCD — параллелограмм, противоположные стороны равны: \( AD = BC = 8 \) и \( AB = CD \).

Так как M — середина CD, то \( CM = MD = \frac{1}{2} AB \).

Рассмотрим треугольник AML. По условию, \( \angle AML = 90^{\circ} \), то есть треугольник AML — прямоугольный.

Для нахождения AL воспользуемся теоремой Пифагора: \( AL^2 = AM^2 + ML^2 \).

Для этого нам нужно найти длины AM и ML.

Чтобы найти AM и ML, удобно ввести систему координат.

Пусть точка C совпадает с началом координат (0,0). Пусть CD лежит вдоль оси X, а CB — вдоль оси Y.

Тогда координаты вершин будут:

  • \( C = (0,0) \)
  • \( B = (0, 8) \)
  • \( L = (0, 2) \)
  • \( D = (x_D, 0) \)
  • \( M = (\frac{x_D}{2}, 0) \) (так как M — середина CD)
  • \( A = (x_D, 8) \) (так как ABCD — параллелограмм)

Теперь найдём координаты точек A, M, L:

  • \( A = (x_D, 8) \)
  • \( M = (\frac{x_D}{2}, 0) \)
  • \( L = (0, 2) \)

Рассмотрим вектор \( w_{ML} = L - M = (0 - \frac{x_D}{2}, 2 - 0) = (-\frac{x_D}{2}, 2) \). Длина \( ML^2 = (-\frac{x_D}{2})^2 + 2^2 = \frac{x_D^2}{4} + 4 \).

Рассмотрим вектор \( w_{MA} = A - M = (x_D - \frac{x_D}{2}, 8 - 0) = (\frac{x_D}{2}, 8) \). Длина \( MA^2 = (\frac{x_D}{2})^2 + 8^2 = \frac{x_D^2}{4} + 64 \).

По условию \( \angle AML = 90^{\circ} \), значит, скалярное произведение векторов \( w_{ML} \) и \( w_{MA} \) равно нулю:

\( w_{ML} w_{MA} = (-\frac{x_D}{2})(\frac{x_D}{2}) + (2)(8) = 0 \)

\( -\frac{x_D^2}{4} + 16 = 0 \)

\( \frac{x_D^2}{4} = 16 \)

\( x_D^2 = 64 \)

\( x_D = 8 \) (так как длина стороны CD положительна).

Теперь мы можем найти длины AM и ML:

  • \( AM^2 = \frac{8^2}{4} + 64 = \frac{64}{4} + 64 = 16 + 64 = 80 \)
  • \( ML^2 = \frac{8^2}{4} + 4 = \frac{64}{4} + 4 = 16 + 4 = 20 \)

Теперь применим теорему Пифагора к треугольнику AML:

\( AL^2 = AM^2 + ML^2 = 80 + 20 = 100 \)

\( AL = \sqrt{100} = 10 \).

Ответ: AL = 10.