Подготовка к ЕГЭ. ФИПИ Планиметрия 17

Подготовка к ЕГЭ. ФИПИ Планиметрия 17 (от 14.10.25)

  1. Окружность проходит через вершины В и С треугольника АВС и пересекает АВ и АС в точках С1 и В1 соответственно.  а) Докажите, что треугольник АВC подобен треугольнику АВ1С1.  б) Вычислите длину стороны ВС и радиус данной окружности, если ∠А=30°, В1С1=5 и площадь треугольника АВ1С1 в пять раз меньше площади четырёхугольника ВСВ1С1.
  2. Диагонали равнобедренной трапеции ABCD  с основаниями BC и AD перпендикулярны. Окружность с диаметром AD пересекает боковую сторону CD в точке M, а окружность с диаметром CD пересекает основание AD в точке N. Отрезки AM и CN пересекаются в точке P.  а) Докажите, что в четырёхугольник ABCP   можно вписать окружность.  б) Найдите радиус этой окружности, если BC=7, AD=23. Ответ: 35/8
  3. Дана трапеция ABCD с основаниями AD и BC. Диагональ BD разбивает её на два равнобедренных треугольника с основаниями AD и CD.  а) Докажите, что луч AC  — биссектриса угла BAD.  б) Найдите CD, если известны диагонали трапеции: AC=12 и BD=6,5.  Ответ: 5 (задача аналогична задаче  №14)
  4. Окружность проходит через вершины В и С треугольника АВС и пересекает АВ и АС в точках С1 и В1 соответственно.  а) Докажите, что треугольник АВC подобен треугольнику АВ1С1.  б) Вычислите длину стороны ВС и радиус данной окружности, если ∠А=45∘, В1С1=6 и площадь треугольника АВ1С1 в восемь раз меньше площади четырёхугольника ВСB1C1. Ответ: \(3\sqrt{20-6\sqrt{2}}\)
  5. Диагонали равнобедренной трапеции ABCD с основаниями BC и AD перпендикулярны. Окружность с диаметром AD пересекает боковую сторону CD в точке M, а окружность с диаметром CD пересекает основание AD в точке N. Отрезки AM и CN пересекаются в точке P.  а) Докажите, что в четырёхугольник ABCP можно вписать окружность.  б) Найдите радиус этой окружности, если BC=7, AD=17. Ответ: 4,2
  6. Точки P, Q, W делят стороны выпуклого четырёхугольника ABCD в отношении AP:PB=CQ:QB=CW:WD=3:4, радиус окружности, описанной около треугольника PQW, равен 10, PQ=16,   QW=12, угол PWQ — острый.  а) Докажите, что треугольник PQW  —   прямоугольный.  б) Найдите площадь четырёхугольника ABCD.
  7. Окружность проходит через вершины В и С треугольника АВС и пересекает АВ и АС в точках С1 и В1 соответственно.  а) Докажите, что треугольник АВC подобен треугольнику АВ1С1.  б) Вычислите длину стороны ВС и радиус данной окружности, если ∠А= 135∘, B1C1=10 и площадь треугольника АВ1С1 в семь раз меньше площади четырёхугольника ВСB1C1.
  8. Прямая, проходящая через середину M гипотенузы AB прямоугольного треугольника ABC, перпендикулярна CM и пересекает катет AC в точке K. При этом AK:KC=1:2.  а) Докажите, что ∠BAC=30°.  б) Пусть прямые MK  и BC пересекаются в точке P, а прямые AP и BK — в точке Q. Найдите KQ, если BC=\(\sqrt{21}\).
  9. Точки P, Q, W делят стороны выпуклого четырёхугольника ABCD в отношении AP:PB=CQ:QB=CW:WD=1:4, радиус окружности, описанной около треугольника PQW, равен 10, PQ=16,   QW=12, угол PWQ — острый.  а) Докажите, что треугольник PQW — прямоугольный.  б) Найдите площадь четырёхугольника ABCD. Ответ: 600
  10. Окружность проходит через вершины В и С треугольника АВС и пересекает АВ и АС в точках С1 и В1 соответственно.  а) Докажите, что треугольник АВC подобен треугольнику АВ1С1.  б) Вычислите длину стороны ВС и радиус данной окружности, если ∠А=45°, В1С1=6   и площадь треугольника АВ1С1 в восемь раз меньше площади четырёхугольника ВСВ1С1.
  11. Окружность проходит через вершины В и С треугольника АВС и пересекает АВ и АС в точках С1 и В1 соответственно.  а) Докажите, что треугольник АВC подобен треугольнику АВ1С1  б) Вычислите длину стороны В1С1 и радиус данной окружности, если ∠A=150° , BC=\(5\sqrt{5}\) и площадь треугольника АВ1С1 в четыре раза меньше площади четырёхугольника ВСВ1С1.
  12. Окружность проходит через вершины В и С треугольника АВС и пересекает АВ и АС в точках С1 и В1 соответственно.  а) Докажите, что треугольник АВC подобен треугольнику АВ1С1  б) Вычислите длину стороны В1С1 и радиус данной окружности, если ∠A=120° , BC=\(10\sqrt{7}\) и площадь треугольника АВ1С1 в три раза меньше площади четырёхугольника ВСВ1С1.
  13. Прямая, проходящая через вершину B прямоугольника ABCD перпендикулярно диагонали AC, пересекает сторону AD в точке M, равноудалённой от вершин B и D.  а) Докажите, что ∠ABM=∠DBС=30°.  б) Найдите расстояние от центра прямоугольника до прямой CM , если BC=9.
  14. Дана трапеция ABCD с основаниями AD и BC. Диагональ BD разбивает её на два равнобедренных треугольника с основаниями AD и CD.  а) Докажите, что луч AC  — биссектриса угла BAD.  б) Найдите CD, если известны диагонали трапеции: AC=15 и BD=8,5. Ответ: 8 (задача аналогична задаче  №3)
  15. На сторонах AB, BC и AC треугольника ABC отмечены точки C1, A1 и B1 соответственно, причем AC1:C1B=8:3, BA1:A1C=1:2, AB1:B1C=1:3. Отрезки BB1 и CC1 пересекаются в точке D. а) Докажите, что четырехугольник ADA1B1 – параллелограмм; б) Найдите радиус окружности, описанной около треугольника ABC, если отрезки AD и BC перпендикулярны, AC=16, BC=15.
  16. В треугольнике ABC точки A1, B1 и C1 — середины сторон BC, AC и AB соответственно, AH — высота, ∠BAC=60°, ∠BCA=45°.  а) Докажите, что точки A1, B1, C1 и H   лежат на одной окружности.  б) Найдите A1H, если BC=\(2\sqrt{3}\).
  17. [не в тему] В цилиндре образующая перпендикулярна плоскости основания. На окружности одного из оснований цилиндра выбраны точки A, B и C, а на окружности другого основания — точка C1, причём CC1 — образующая цилиндра, а AC — диаметр основания. Известно, что ∠ACB=45°, AB=\(2\sqrt{3}\), CC1=\(2\sqrt{6}\).  а) Докажите, что угол между прямыми AC1  и BC равен 60°.  б) Найдите расстояние от точки B  до прямой AC1.
  18. Четырёхугольник ABCD вписан в окружность радиуса R=8. Известно, что AB=BC=CD=12.  а) Докажите, что прямые BC  и AD  параллельны.  б) Найдите AD.
  19. В трапеции ABCD основание AD в два раза больше основания BC. Внутри трапеции взяли точку M так, что углы ABM и DCM прямые.  а) Докажите, что AM=DM.  б) Найдите угол BAD, если угол ADC равен 70°, а расстояние от точки M до прямой AD равно стороне BC.
  20. В четырёхугольник KLMN вписана окружность с центром O. Эта окружность касается стороны MN в точке A. Известно, что ∠MNK=90°​, ∠NKL=∠KLM=120°​.     а) Докажите, что точка A  лежит на прямой LO.  б) Найдите длину стороны MN ,  если LA=1.
  21. В треугольнике ABC угол A равен 120°. Прямые, содержащие высоты BM и CN треугольника ABC, пересекаются в точке H. Точка O — центр окружности, описанной около треугольника ABC.  а) Докажите, что AH=AO.  б) Найдите площадь треугольника AHO, если BC=\(\sqrt{15}\), ∠ABC=45°.
  22. Окружность проходит через вершины A, B и C параллелограмма ABCD, пересекает продолжение стороны AD за точку D в точке E и пересекает продолжение стороны CD за точку D в точке K.  а) Докажите, что BK=BE .  б) Найдите отношение KE:AC, если ∠BAD=30°.
  23. Биссектрисы углов BAD и BCD равнобедренной трапеции ABCD пересекаются в точке O. На боковых сторонах AB и CD отмечены точки M и N соответственно так, что AM=MO, CN=NO.  а) Докажите, что точки M,  O и N  лежат на одной прямой.  б) Найдите отношение AM:MB,  если AO=CO и BC:AD=17:31.
  24. На стороне BC параллелограмма ABCD выбрана точка M такая, что AM=MC.  а) Докажите, что центр вписанной в треугольник AMD  окружности лежит на диагонали AC.  б) Найдите радиус вписанной в треугольник AMD  окружности, если AB=5, BC=10, ∠BAD=60°​.
  25. Окружность с центром в точке O касается сторон угла с вершиной N в точках A и B. Отрезок BC   — диаметр этой окружности.  а) Докажите, что прямая AC  параллельна биссектрисе угла ANB.     б) Найдите длину отрезка NO,  если известно, что AC=10 и AB=24.
  26. В равнобедренной трапеции ABCD основание AD в три раза больше основания BC.  а) Докажите, что высота CH трапеции разбивает основание AD на отрезки, один из которых вдвое больше другого.  б) Найдите расстояние от вершины C  до середины диагонали BD, если AD=15 и AC=\(2\sqrt{61}\). Ответ: 6
  27. В трапеции ABCD угол BAD прямой. Окружность, построенная на большем основании AD как на диаметре, пересекает меньшее основание BC в точках C и M.  а) Докажите, что ∠BAM=∠CAD.  б) Диагонали трапеции ABCD  пересекаются в точке O. Найдите площадь треугольника AOB, если AB=\(\sqrt{10}\), а BC=2BM
  28. В треугольнике ABC угол ACB равен 30°​, отрезки AH и AM — высота и медиана соответственно, причём точка H лежит на отрезке BM.  Отрезок MQ — высота треугольника AMC, а прямые AH и MQ пересекаются в точке F​. Известно, что луч AM — биссектриса угла CAH​.  а) Докажите, что треугольник ABC   прямоугольный.  б) Найдите площадь треугольника CMF​,  если AB=8.
  29. Окружность с центром в точке O высекает на всех сторонах трапеции ABCD   равные хорды.  а) Докажите, что биссектрисы всех углов трапеции пересекаются в одной точке.  б) Найдите высоту трапеции, если окружность пересекает боковую сторону AB  в точках K и L так, что AK=15, KL=6, LB=5.
  30. В треугольнике ABC продолжения высоты CC1 и биссектрисы BB1 пересекают описанную окружность в точках N и M соответственно, ∠  ABC=40°​, ∠  ACB=85°​.  а) Докажите, что BM=CN.  б) Прямые BC  и MN пересекаются в точке D. Найдите площадь треугольника BDN, если его высота BH равна 6.
  31. На стороне AC равностороннего треугольника ABC отмечена точка M. Серединный перпендикуляр к отрезку BM пересекает стороны AB и BC  в точках E и K   соответственно.  а) Докажите, что треугольники AEM  и CMK   подобны.  б) Найдите отношение AM:MC,  если площади треугольников AEM и CMK равны 4 и 9 соответственно.
  32. В четырёхугольник KLMN вписана окружность с центром O. Эта окружность касается стороны MN в точке A. Известно, что ∠MNK=90°​, ∠LMN=∠KLM=60°​.     а) Докажите, что точка A  лежит на прямой LO.  б) Найдите длину стороны MN ,  если LA=3.
  33. Пятиугольник ABCDE вписан в окружность. Диагонали AD и BE пересекаются в точке M. Известно, что BCDM   — параллелограмм.  а) Докажите, что BC=DE.     б) Найдите длину стороны AB,  если известно, что DE=4, AD=7, BE=8 и AB>BC.
  34. Сумма оснований трапеции равна 13, а её диагонали равны 5 и 12.  а) Докажите, что диагонали трапеции перпендикулярны.  б) Найдите высоту трапеции.
  35. Высоты BB1 и CC1 остроугольного треугольника ABC пересекаются в точке H.     а) Докажите, что ∠BB1C1=∠BAH.     б) Найдите расстояние от центра окружности, описанной около треугольника ABC,  до стороны BC, если B1C1=18 и ∠BAC=30°​.
  36. Окружность проходит через вершины A, B и D параллелограмма ABCD, пересекает сторону BC в точках B и E и пересекает продолжение стороны CD за точку D в точке K.  а) Докажите, что AE=AK.  б) Найдите отношение KE:BD, если ∠BAD=60°.
  37. В треугольнике ABC точки M и N лежат на сторонах AB и BC соответственно так, что AM:MB=CN:NB=2:3. Окружность, вписанная в треугольник ABC, касается отрезка MN в точке L.  а) Докажите, что AB+BC=4AC.  б) Найдите радиус окружности, вписанной в треугольник ABC,  если ML=9/5​, LN=3.
  38. Окружность проходит через вершины A, B и D параллелограмма ABCD, пересекает сторону BC в точках B и E и пересекает сторону CD  в точках K и D  .  а) Докажите, что AE=AK .  б) Найдите AD, если CE=10, DK=9 и cos∠BAD=0,2.
  39. В треугольнике ABC точки A1, B1 и C1 — середины сторон BC, AC и AB соответственно, AH — высота, ∠BAC=120°, ∠BCA=45°.  а) Докажите, что точки A1, B1, C1 и H  лежат на одной окружности.  б) Найдите A1H , если BC=\(6\sqrt{3}\).
  40. В параллелограмме ABCD угол BAC вдвое больше угла CAD.  Биссектриса угла BAC пересекает отрезок BC в точке L. На продолжении стороны CD за точку D выбрана такая точка E, что AE=CE.  а) Докажите, что AL⋅BC=AB⋅AC.  б) Найдите EL,  если AC=8, tg∠BCA=1/2
  41. В остроугольном треугольнике ABC угол BAC в два раза больше угла ABC. Точка O — центр окружности, описанной около треугольника ABC. Окружность, описанная около треугольника AOC​, пересекает отрезок BC в точках C и P.     а) Докажите, что AP=BP.     б) Найдите длину стороны BC​,  если AB=7​, AC=4.
  42. В остроугольном треугольнике ABC угол BAC в два раза больше угла ABC. Точка O — центр окружности, описанной около треугольника ABC. Окружность, описанная около треугольника AOC, пересекает отрезок BC в точках C и P.  а) Докажите, что треугольники PAC  и ABC   подобны.  б) Найдите длину стороны AB,  если AC=2, BC=\(\sqrt{10}\).
  43. В прямоугольном треугольнике ABC точка M лежит на катете AC, а точка N лежит на продолжении катета BC за точку C, причём CM=BC и CN=AC  .  а) Отрезки CP  и CQ — медианы треугольников ABC и NCM соответственно. Докажите, что прямые CP и CQ   перпендикулярны.  б) Прямые MN  и AB пересекаются в точке K, а прямые BM и AN —  в точке L. Найдите KL, если BC=1, а AC=5.
  44. Пятиугольник ABCDE вписан в окружность. Известно, что AB=CD=3, BC=DE=4.  а) Докажите, что AC=CE.  б) Найдите длину диагонали BE,  если AD=6.
  45. Сумма оснований трапеции равна 10, а её диагонали равны 6 и 8.  а) Докажите, что диагонали трапеции перпендикулярны.  б) Найдите высоту трапеции. Ответ: 4,8
  46. Две окружности касаются внутренним образом в точке С. Вершины А и В равнобедренного прямоугольного треугольника  с прямым углом С лежат на меньшей и большей окружностях соответственно. Прямая АС  вторично пересекает бо́льшую окружность в точке Е, а прямая  ВС вторично пересекает меньшую окружность в точке D.  а) Докажите, что прямые AD и BE параллельны.  б) Найдите AC, если радиусы окружностей равны 3 и 4.
  47. В треугольнике ABC точки A1, B1 и C1 — середины сторон BC, AC и AB соответственно, AH — высота, ∠BAC=30°, ∠BCA=45°.  а) Докажите, что точки A1, B1, C1 и H   лежат на одной окружности.  б) Найдите A1H, если BC=\(4\sqrt{3}\).
  48. Окружность с центром в точке O касается сторон угла с вершиной N в точках A и B. Отрезок BC   — диаметр этой окружности.  а) Докажите, что ∠ANB=2∠ABC.     б) Найдите расстояние от точки N  до прямой AB, если известно, что AC=14 и AB=36.
  49. Прямая, перпендикулярная стороне BC ромба ABCD, пересекает его диагональ AC в точке M, а диагональ BD в точке N, причём AM:MC=1:2, BN:ND=1:3.  а) Докажите, что cos∠BAD=1/5.  б) Найдите площадь ромба, если MN=5.
  50. В треугольнике ABC точки A1, B1 и C1 — середины сторон BC, AC и AB соответственно, AH — высота, ∠BAC=120°, ∠BCA=15°.  а) Докажите, что точки A1, B1, C1 и H   лежат на одной окружности.  б) Найдите A1H, если BC=\(4\sqrt{3}\).
  51. Периметр треугольника ABC равен 36. Точки E и F — середины сторон AB и BC соответственно. Отрезок EF касается окружности, вписанной в треугольник ABC.     а) Докажите, что AC=9.     б) Найдите площадь треугольника ABC,  если ∠ACB=90°.
  52. В квадрате ABCD точки M и N — середины сторон AB и BC соответственно. Отрезки CM и DN пересекаются в точке K.  а) Докажите, что ∠ BKM=45°​.  б) Найдите радиус окружности, описанной около треугольника ABK,  если сторона AB=\(2\sqrt{10}\).
  53. На стороне AC равностороннего треугольника ABC отмечена точка M. Серединный перпендикуляр к отрезку BM пересекает стороны AB и BC  в точках E и K   соответственно.  а) Докажите, что ∠AEM=∠CMK​.  б) Найдите отношение площадей треугольников AEM  и CMK​, если AM:MC=1:4.
  54. В остроугольном треугольнике ABC высоты AA1, BB1 и CC1 пересекаются в точке H. Через точку C1 параллельно высоте BB1 проведена прямая, пересекающая высоту AA1 в точке K.  а) Докажите, что AB⋅KH=BC⋅C1H.  б) Найдите отношение площадей треугольников C1HK  и ABC, если AB=6, BC=4, AC=5. ответ: 81:448
  55. Две окружности касаются внутренним образом в точке A, причём меньшая проходит через центр большей. Хорда BC большей окружности касается меньшей в точке P. Хорды AB и AC пересекают меньшую окружность в точках K и M   соответственно.  а) Докажите, что прямые KM  и BC   параллельны.  б) Пусть L  — точка пересечения отрезков KM и AP. Найдите длину отрезка AL, если радиус большей окружности равен 34, а BC=32.
  56. На стороне BC треугольника ABC отмечена точка D так, что AB=BD. Биссектриса BF треугольника ABC пересекает прямую AD в точке E.  Из точки C на прямую AD опущен перпендикуляр CK.  а) Докажите, что AB:BC=AE:EK.  б) Найдите отношение площади треугольника ABE  к площади четырёхугольника CDEF, если BD:DC=5:2.
  57. Прямая, перпендикулярная стороне BC ромба ABCD, пересекает его диагональ AC в точке M, а диагональ BD в точке N​, причём AM:MC=1:2, BN:ND=1:3.  а) Докажите, что прямая MN  делит сторону ромба BC в отношении 1:4.  б) Найдите сторону ромба, если MN=\(\sqrt{6}\).
  58. В параллелограмме ABCD с острым углом BAD из вершины B проведены высоты BP и BQ, причём точка P лежит на стороне AD, а точка Q — на стороне CD. На стороне AD отмечена точка M. Известно, что AM=BP, AB=BQ.  а) Докажите, что BM=PQ.  б) Найдите площадь треугольника APQ,  если AM=BP=8, AB=BQ=10.
  59. Две окружности разных радиусов касаются внешним образом в точке C. Вершины A  и B  равнобедренного прямоугольного треугольника ABC с прямым углом C  лежат на меньшей и большей окружностях соответственно. Прямая AC  вторично пересекает бо́льшую окружность в точке E, а прямая BC  вторично пересекает меньшую окружность в точке D. а) Докажите, что прямые AD  и BE  параллельны. б) Найдите BC, если радиусы окружностей равны \(\sqrt{15}\)  и 15.
  60. Окружность с центром O1 касается оснований BC и AD и боковой стороны AB трапеции ABCD. Окружность с центром O2 касается сторон BC, CD и AD. Известно, что AB=10, BC=9, CD=30, AD=39.  а) Докажите, что прямая O1O2  параллельна основаниям трапеции ABCD.  б) Найдите O1O2.
  61. Точка E — середина боковой стороны CD трапеции ABCD. На стороне AB взяли точку K так, что прямые CK и AE параллельны. Отрезки CK и BE пересекаются в точке O.  а) Докажите, что CO=KO.  б) Найдите отношение оснований трапеции BC  и AD, если площадь треугольника BCK составляет 9/100 площади трапеции ABCD.
  62. Окружность проходит через вершины A, B и D параллелограмма ABCD, пересекает сторону BC в точках B и M и пересекает продолжение стороны CD за точку D в точке N.  а) Докажите, что AM=AN.  б) Найдите отношение CD:DN, если AB:BC=1:2, а cos∠BAD=2/3 .
  63. В равнобедренной трапеции ABCD основание AD в два раза больше основания BC.  а) Докажите, что высота CH  трапеции разбивает основание AD   на отрезки, один из которых втрое больше другого.  б) Пусть O  — точка пересечения диагоналей трапеции ABCD. Найдите расстояние от вершины C до середины отрезка OD, если BC=16 и AB=10.
  64. На сторонах AB, BC и AC треугольника ABC отмечены точки C1, A1 и B1 соответственно, причём AC1:C1B=21:10, BA1:A1C=2:3, AB1:B1C=2:5. Отрезки BB1 и CC1 пересекаются в точке D.  а) Докажите, что четырёхугольник ADA1B1  —   параллелограмм.  б) Найдите CD, если отрезки AD и BC перпендикулярны, AC=63, BC=25. Ответ: 27
  65. Биссектрисы углов BAD и BCD равнобедренной трапеции ABCD пересекаются в точке O. Через точку O провели прямую, параллельную основаниям BC и AD.  а) Докажите, что отрезок этой прямой внутри трапеции равен её боковой стороне.  б) Найдите отношение длин оснований трапеции, если AO=CO  и данная прямая делит сторону AB в отношении AM:MB=1:2.
  66. В треугольнике ABC угол A равен 120°. Прямые, содержащие высоты BM и CN треугольника ABC, пересекаются в точке H. Точка O — центр окружности, описанной около треугольника ABC.  а) Докажите, что AH=AO.  б) Найдите площадь треугольника AHO, если BC=3, ∠ABC=15°.
  67. Окружность, вписанная в равнобедренную трапецию ABCD, касается её боковой стороны CD в точке M. Луч AM вторично пересекает окружность в точке N, а прямую BC — в точке K, причём AN=4, MN=12.  а) Докажите, что угол AMD равен углу MCK.  б) Найдите основания трапеции. Ответ: 16 и 9,6