Новая Школа - онлайн-школа подготовки к ЕГЭ
Задача Задача №3197224
А
Аноним
12 мая 2025 13:28 · публичный вопрос
А
Аноним

Окружность, вписанная в треугольник ABC, касается его сторон в точках M, K и E, AM = 17 см, BK = 6 см, периметр треугольника ABC равен 72 см. Найдите длину стороны AC в…

Запрос пользователя

Окружность, вписанная в треугольник ABC, касается его сторон в точках M, K и E, AM = 17 см, BK = 6 см, периметр треугольника ABC равен 72 см. Найдите длину стороны AC в сантиметрах.

Ответ нейросети
12 мая 2025 13:28

Дано:

  • Вписанная окружность касается сторон треугольника ABC в точках M, K и E.
  • AM = 17 см
  • BK = 6 см
  • Периметр треугольника ABC = 72 см

Нужно найти длину стороны AC.


Шаг 1. Обозначим стороны треугольника

Обозначим стороны:

  • \( AB = c \)
  • \( BC = a \)
  • \( AC = b \)

Шаг 2. Используем свойства вписанной окружности

Обозначения точек касания:

  • Точка касания с сторон \( BC \) — K
  • Точка касания с сторон \( AC \) — E
  • Точка касания с сторон \( AB \) — M

Известно, что напротив вершины A — сторона BC, напротив B — AC, напротив C — AB.

Вписанная окружность делит стороны на отрезки так, что:

  • Отрезки, простирающиеся от вершины к точкам касания, равны между собой.
  • Конкретно:
    • От ребра \( BC \), касательные от точки A — \( AE \) и \( AF \), равны между собой.
    • От ребра \( AC \), касательные от точки B — \( BD \) и \( BF \), равны между собой.
    • От ребра \( AB \), касательные от точки C — \( CD \) и \( CE \), равны между собой.

Шаг 3. Запишем длины отрезков, исходя из данных и свойств касательных

Пусть:

  • \( AM = x \) (по условию, \( x = 17 \)) — это часть стороны \( AB \) от A до точки касания M.
  • Аналогично обозначим:
    • \( BK = y \) (по условию, \( y = 6 \)) — часть стороны \( BC \) от B до точки касания K.

Тогда, стороны можно выразить через эти касательные.

  • \( AB = AM + MB = x + s \), где \( s \) — длина от точки касания M до B.
  • \( BC = BK + KC = y + t \), где \( t \) — длина от точки касания K до C.
  • \( AC = AE + EC = p + q \), где \( p \) и \( q \) — длины частей стороны \( AC \).

Значит, касательные, проведённые к окружности из одной вершины, равны.

  • Из вершины A: касательные к окружности — \( AM \) и \( AN \) (но мы уже знаем \( AM = 17 \)).

Но более важное:

  • В частности, касательные, проведённые из одной вершины, равны между собой.
  • Поэтому, к примеру, касательные из вершины A — \( AM = AF \) и \( AN \), и так далее.
  • Аналогично для B и C.

Шаг 4. Используем особенности касаний

Поскольку окружность вписана в треугольник:

  • сумма сторон \( AB + BC + AC = 72 \) (периметр).

Обозначим стороны:

  • \( AB = c \)
  • \( BC = a \)
  • \( AC = b \)

Тогда:
\[ a + b + c = 72. \]


Шаг 5. Связь между касательными и сторонами

Касательные, исходящие из вершины, равны:

  • \( AM = AE \) (происходит из точки A)
  • \( BK = BF \) (из точки B)
  • \( CE = CD \) (из точки C)

Обозначим:

  • \( AM = AE = 17 \), так как касательные из одной точки равны.
  • \( BK = BF = 6 \).

Теперь выразим стороны через эти касательные:

  • \( AB = AM + MB \).
  • \( AC = AE + EC \).
  • \( BC = BK + KC \).

Из свойств касательных:

  • \( AM = AF \), где \( F \) — точка касания на \( AB \).
  • Аналогично для других.

Шаг 6. Связь через элементы касательных

Известно, что стороны делятся на касательные сегменты, связанные с точками касания.

Обозначим:

  • \( AS = k \), где \( S \) — точка касания на стороне \( BC \).

Тогда:

  • \( AB = x + y \) (где x — часть от A до касания M, у нас уже она 17, а y — оставшаяся часть).
  • \( BC = y + z \)
  • \( AC = x + z \).

Известно:

  • \( AM = 17 \), это часть \( AB \), так что \( AB = 17 + \) некоторая часть.

Но поскольку касательные из одной вершины равны, можно представить:

  • От вершины A — касательные \( AB \) и \( AC \) — \( s \) и \( t \), тогда:

Поскольку \( AM = 17 \), и это часть \( AB \), тогда \( AB = 17 + s \).
Из свойства касательных: касательные из одной вершины одинаковы, поэтому:

  • Вершина A: касательные к окружности (от A) равны \( AM \) и \( AN \) — то есть \( 17 \).

Аналогично, в вершинах B и C: касательные равны между собой.


Шаг 7. Получаем систему уравнений

Поскольку \( AB = c \), \( BC = a \), \( AC = b \), и они связаны с касательными:

  • Вершина A: касательные равны \( s \), \( t \): \( AB = s + t \).
  • Вершина B: касательные равны \( u \), \( v \): \( BC = u + v \).
  • Вершина C: касательные равны \( p \), \( q \): \( AC = p + q \).

Из условий:

  • \( AM = 17 \) — касательная из A к окружности, соответствующая \( t \).
  • \( BK = 6 \) — касательная из B, соответствующая \( u \).

Поскольку касательные от одной вершины равны:

  • \( t = u \).

Отсюда:

  • Строим систему:
    \[ \begin{cases} c = s + t, \\ a = u + v, \\ b = p + q, \end{cases} \] где \( t = u \).

Таким образом,

  • \( c = s + t \),
  • \( a = t + v \),
  • \( b = p + q \).

Значит, \( AB = s + t \), и из условия \( AM = 17 \), касательная из A — \( t \), значит,
\( AB = s + 17 \).


Шаг 8. Итоговые выражения и решение

Также, периметр равен 72, а сумма сторон:
\[ a + b + c = 72. \]

Заменим \( a \), \( b \), \( c \):

  • \( c = s + 17 \),
  • \( a = t + v \),
  • \( b = p + q \).

Так как касательные из одной вершины равны,

  • \( s = p \),
  • \( t = u \),
  • \( v = q \).

Поскольку из A касательные равны \( t \), из B — \( u \), эти равны. Тогда:

  • \( c = s + t \);
  • \( a = t + v \);
  • \( b = p + q \);

Но \( p = s \), \( q = v \).

Периметр:
\[ (s + t) + (t + v) + (s + v) = 72. \]

Объединим:
\[ (s + t) + (t + v) + (s + v) = 72, \] \[ s + t + t + v + s + v = 72, \] \[ 2s + 2t + 2v = 72, \] \[ s + t + v = 36. \]

Пока у нас есть:

  • \( s + t + v = 36 \),
  • \( AM = 17 \) — касательная из A, это \( t \),
  • \( BK = 6 \) — касательная из B, это тоже \( u = t \), значит \( t = 6 \).

Подставим \( t = 6 \):

\[ s + 6 + v = 36 \quad \Rightarrow \quad s + v = 30. \]

Теперь стороны выражаются как:

  • \( AB = s + t = s + 6 \),
  • \( BC = t + v = 6 + v \),
  • \( AC = p + q = s + v \).

Но \( AC = s + v = 30 \).

Вот и нашли, что \( AC = 30 \).


Итог:

Длина стороны \( AC \) равна \(\boxed{30}\) см.


Если нужно более подробное объяснение или есть дополнительные вопросы, я готов помочь!