«Квант» — научно-популярный физико-математический журнал (издаётся с 1970 года)
Старый сайт журнала: kvant.ras.ru

Задача М128

Условие задачи (1972, № 2) Задача М128 // Квант. — 1972. — № 2. — Стр. 42; 1972. — № 10. — Стр. 41—42.

Найдите отношение сторон треугольника, одна из медиан которого делится вписанной окружностью на три равные части.


Решение задачи (1972, № 10) Задача М128 // Квант. — 1972. — № 2. — Стр. 42; 1972. — № 10. — Стр. 41—42.

Пусть $BK$‍‍ — медиана треугольника $ABC$‍‍ — делится вписанной окружностью на равные отрезки $BM = MN = NK = x$‍,$AB = c$‍,$BC = a$‍,$CA = b$‍‍ и $T$‍‍ — точка касания вписанной окружности со стороной $BC$‍‍ (рис. 2).

Рисунок 2

Нам понадобятся следующие два соотношения, справедливые для любого треугольника $ABC$‍:‍ $$ \begin{gathered} a+c-b=2BT,\\ 2a^2+2c^2-b^2=4BK^2 \end{gathered} $$ (первое выводится из равенств $BT+CT=a$‍,$BT-CT=c-b$‍;‍ второе легко доказать, достроив треугольник до параллелограмма $ABCD$‍.‍ Из второго равенства находим $$ 2a^2+2c^2-b^2=36x^2. \tag{1} $$ Поскольку $BT^2=BM\cdot BN$‍,‍ то $$ (a+c-b)^2=8x^2. \tag{2} $$ Наконец, поскольку точки $B$‍‍ и $K$‍,‍ очевидно, одинаково удалены от центра вписанной окружности, то $BC=KC$‍,‍ откуда $$ b=2a. \tag{3} $$ Подставляя (3) в (1) и (2), находим $c^2-a^2=18x^2$‍,$(c-a)^2=8x^2$‍.‍ Из этих равенств получим (ясно, что $c-a\neq 0$‍,$x\neq 0$‍):‍ $$ \dfrac{c+a}{c-a}=\dfrac{9}{4}, $$ откуда $$\dfrac{c}{a}=\dfrac{13}{5}.$$

Ответ: $a:b:c = 5:10:13$‍.

Нетрудно проверить, что в треугольнике с таким отношением сторон медиана стороны $b$‍‍ действительно разделится вписанной окружностью на три равные части (при проверке удобно пользоваться теми же формулами, которые применялись выше).

Н. Б. Васильев


Метаданные Задача М128 // Квант. — 1972. — № 2. — Стр. 42; 1972. — № 10. — Стр. 41—42.

Предмет
Математика
Решение
Номера

1972. — № 2. — Стр.  [условие]

1972. — № 10. — Стр.  [решение]

Описание
Задача М128 // Квант. — 1972. — № 2. — Стр. 42; 1972. — № 10. — Стр. 41‍—‍42.
Ссылка
https://www.kvant.digital/problems/m128/