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 16 и 4 соответственно.
Развёрнутое задание второй части — реши на бумаге и сверься с разбором
а) Соединим точки и . Точки , , , лежат на одной окружности, причём лежит на катете , а — на гипотенузе . Значит, — вписанный четырёхугольник, и сумма его противоположных углов равна . Угол совпадает с прямым углом треугольника, поэтому
Точка лежит между и , поэтому углы и смежные:
Рассмотрим треугольники и . Угол у них общий, а . Следовательно, треугольники подобны по двум углам (вершина соответствует вершине , вершина — вершине ). Что и требовалось доказать.
б) В пункте а) мы получили, что . Значит, диагональ делит четырёхугольник на два прямоугольных треугольника и , и
Вписанный угол прямой, а вписанный прямой угол опирается на диаметр. Поэтому — диаметр окружности:
По теореме Пифагора в прямоугольном треугольнике
Точка лежит на катете , поэтому
Гипотенуза треугольника по теореме Пифагора:
Из подобия треугольников и (пункт а) отношения соответственных сторон равны:
По теореме Пифагора в прямоугольном треугольнике
Площадь прямоугольного треугольника равна половине произведения катетов, поэтому
Проверим другим способом. Коэффициент подобия треугольников и равен , площади подобных треугольников относятся как квадрат коэффициента подобия. Четырёхугольник — это треугольник без треугольника :
Ответ: б) .