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

Задача М1351

Условие задачи (1992, № 7) Задача М1351 // Квант. — 1992. — № 7. — Стр. 26; 1992. — № 12. — Стр. 29—30.

Пусть в прямоугольном треугольнике $AB$‍‍ и $AC$‍‍ — катеты, $AC\gt AB$‍.‍ На $AC$‍‍ выбрана точка $E$‍,‍ а на $BC$‍‍ — точка $D$‍‍ так, что $AB=AE=BD$‍.‍ Докажите, что треугольник $ADE$‍‍ будет прямоугольным в том и только в том случае, если стороны треугольника $ABC$‍‍ относятся как $3:4:5$‍.

А. Паровян

Турнир городов


Решение задачи (1992, № 12) Задача М1351 // Квант. — 1992. — № 7. — Стр. 26; 1992. — № 12. — Стр. 29—30.

Пусть стороны треугольника $ABC$‍‍ относятся как $3:4:5$‍.‍ Выберем единицу измерения длин так, что $AB=3$‍,$AC=4$‍,$BC=5$‍.‍ Тогда $AE=3$‍,$EC=1$‍,$BD=3$‍,$DC=2$‍.‍ Рассмотрим треугольники $ADC$‍‍ и $DEC$‍.$AC=2DC$‍,$DC=2EC$‍,‍ и, кроме того, у этих треугольников общий угол $C$‍.‍ Поэтому они подобны, и $\angle DAC=\angle EDC$‍.‍ Из равнобедренности треугольника $ABD$‍($AB=DB$‍)‍ следует, что $\angle BAD=\angle BDA$‍.$\angle BAC+\angle DAC=\dfrac\pi2$‍,‍ значит, $\angle BDA+\angle EDC=\dfrac\pi2$‍,‍ отсюда $\angle ADE=\dfrac\pi2$‍.

Докажем обратное утверждение: пусть угол $ADE$‍‍ — прямой (прямым может быть только угол $ADE$‍,‍ так как угол $DAE$‍‍ является частью прямого, а если бы угол $DEA$‍‍ был прямой, то $BD$‍‍ должно было бы быть больше $AE$‍).‍ Единицу измерения длин выберем так, чтобы было $AC=4$‍.

Треугольники $ADC$‍‍ и $EDC$‍‍ подобны (треугольник $ABD$‍‍ равнобедренный, $\angle BDA+\angle EDC=\dfrac\pi2$‍,‍ следовательно, $\angle EDC=\angle DAC$‍,‍ а угол $C$‍‍ у этих треугольников — общий). Обозначим $EC$‍‍ через $a$‍($a\lt EC=4$‍).‍ Тогда $\dfrac{AC}{DC}=\dfrac{DC}a$‍;‍ отсюда $DC=\sqrt{AC}\cdot\sqrt a=2\sqrt{a}$‍,$AE=AB=BD=4-a$‍.‍ По теореме Пифагора $AC^2+AB^2=BC^2$‍.‍ Подставляя в это равенство длины сторон, выраженные через $a$‍,‍ получаем равенство: $4^2+(4-a)^2=(4-a+2\sqrt a)^2$‍.‍ Отсюда $(16-4a)=\sqrt a\cdot(16-4a)$‍.‍ Поскольку $a\lt4$‍,‍ на скобку можно сократить, и мы получаем: $a=1$‍,$AB=3$‍,$AC=5$‍.

А. Паровян, Н. Н. Константинов


Метаданные Задача М1351 // Квант. — 1992. — № 7. — Стр. 26; 1992. — № 12. — Стр. 29—30.

Предмет
Математика
Условие
Решение
,
Номера

1992. — № 7. — Стр.  [условие]

1992. — № 12. — Стр.  [решение]

Описание
Задача М1351 // Квант. — 1992. — № 7. — Стр. 26; 1992. — № 12. — Стр. 29‍—‍30.
Ссылка
https://www.kvant.digital/problems/m1351/