Окружность проходит через вершины и прямоугольного треугольника и пересекает катет в точке гипотенузу — в точке
а) Докажите, что треугольники и подобны.
б) Найдите площадь четырехугольника если радиус окружности равен катеты и равны 12 и 4 соответственно.
Развёрнутое задание второй части — реши на бумаге и сверься с разбором
а) Угол треугольника прямой, так как и — катеты. Точки , , , лежат на одной окружности, причём лежит на катете , а — на гипотенузе . Значит, четырёхугольник вписан в эту окружность.
Сумма противоположных углов вписанного четырёхугольника равна . Углы и противоположные, а , поэтому
Точка лежит на отрезке , поэтому углы и смежные:
Сравним треугольники и . Угол у них общий: луч совпадает с лучом , а луч — с лучом . Кроме того, . По первому признаку подобия (по двум углам) треугольники подобны, причём вершине соответствует вершина , а вершине — вершина :
Что и требовалось доказать.
б) Площадь четырёхугольника найдём как сумму площадей треугольников и , на которые его делит диагональ . Оба треугольника прямоугольные: по условию, по доказанному в пункте а).
Вписанный угол прямой, а вписанный прямой угол опирается на диаметр. Значит, — диаметр окружности:
По теореме Пифагора в треугольнике :
Так как , точка действительно лежит на катете, и
Гипотенузу найдём по теореме Пифагора из треугольника :
Из подобия (пункт а) отношения соответственных сторон равны:
Тогда . По теореме Пифагора в прямоугольном треугольнике :
Площадь прямоугольного треугольника равна половине произведения катетов:
Складываем:
Проверим другим способом. Коэффициент подобия треугольников и равен , а площади подобных треугольников относятся как квадрат коэффициента. Так как , получаем и — то же самое.
Ответ: б) .