Чтобы решить эту задачу, давайте раскинем все данные по полочкам.
Дано:
- Площадь треугольника \( ABC \) равна 1.
- На стороне \( AC \) выбрана точка \( M \), так что отношение \( AM:MC = 1:2 \).
- На стороне \( BC \) выбрана точка \( K \), так что отношение \( BK:KC = 1:3 \).
Сначала определим координаты точек. Мы можем назначить \( A(0, 0) \), \( B(1, 0) \) и \( C(0, h) \), где \( h \) — высота треугольника, соответствующая основанию \( AB \).
Теперь найдем координаты точек \( M \) и \( K \):
Поскольку \( AM:MC = 1:2 \), точка \( M \) делит сторону \( AC \) в отношении 1:2. Используем формулу деления отрезка: \[ M\left( \frac{0 \cdot 2 + 0 \cdot 1}{1 + 2}, \frac{h \cdot 2 + 0 \cdot 1}{1 + 2} \right) = M\left( 0, \frac{2h}{3} \right). \]
Аналогично для точки \( K \) с \( BK:KC = 1:3 \): \[ K\left( \frac{1 \cdot 3 + 0 \cdot 1}{1 + 3}, \frac{0 \cdot 3 + h \cdot 1}{1 + 3} \right) = K\left( \frac{3}{4}, \frac{h}{4} \right). \]
Теперь у нас есть координаты:
- \( M(0, \frac{2h}{3}) \)
- \( K(\frac{3}{4}, \frac{h}{4}) \)
Следующим шагом найдем уравнения прямых \( AM \) и \( BK \):
Для прямой \( AM \): У нас есть точки \( A(0, 0) \) и \( M(0, \frac{2h}{3}) \). Прямая будет вертикальной по оси \( Y \).
Для прямой \( BK \): Сначала найдем угловой коэффициент: \[ k_{BK} = \frac{\frac{h}{4} - 0}{\frac{3}{4} - 1} = \frac{h/4}{-1/4} = -h. \] Уравнение прямой \( BK \) будет выглядеть так: \[ y - 0 = -h\left(x - 1\right) \Rightarrow y = -hx + h. \]
Теперь найдем точку пересечения \( O \) этих двух линий. Поскольку \( AM \) вертикальна, \( O \) будет находиться по линии \( x = 0 \): \[ y = h. \] Следовательно, \( O(0, h) \).
Теперь найдем площадь треугольника \( BOK \). Для этого нужно знать координаты \( B(1, 0) \) и \( K(\frac{3}{4}, \frac{h}{4}) \). Площадь треугольника можно вычислить по формуле: \[ S = \frac{1}{2} \left| x_1(y_2 - y_3) + x_2(y_3 - y_1) + x_3(y_1 - y_2) \right|, \] где \( (x_1, y_1) = B(1, 0) \), \( (x_2, y_2) = O(0, h) \), \( (x_3, y_3) = K(\frac{3}{4}, \frac{h}{4}) \).
Подставляя значения: \[ S = \frac{1}{2} \left| 1\left(h - \frac{h}{4}\right) + 0\left(\frac{h}{4} - 0\right) + \frac{3}{4}\left(0 - h\right) \right| = \frac{1}{2} \left| 1 \cdot \frac{3h}{4} - \frac{3h}{4} \right| = \frac{1}{2} \cdot \frac{3h}{4} = \frac{3h}{8}. \]
Так как мы знаем, что площадь \( ABC = 1 \) (а \( h = 2 \) при данной площади), можем подставить значение: \[ S_{BOK} = \frac{3 \cdot 2}{8} = \frac{6}{8} = \frac{3}{4}. \]
Итак, площадь треугольника \( BOK \) равна \( \frac{3}{4} \).