К окружности с диаметром AB=10 проведена касательная BC так, что BC=5. Прямая AC вторично пересекает окружность в точке D. Точка E окружности диаметрально противоположна точке D. Прямые ED и BC пересекаются в точке F.
а) Докажите, что BD2=CD⋅BE.
б) Найдите площадь треугольника FBE.
Источник: ЕГЭ 2020, резервная волна
Решение:
а)
∠BDA=90∘, так как опирается на диаметр AB.
Тогда BD — высота прямоугольного ΔABC⟹BD2=CD⋅AD.
∠EOB=∠AOD,каквертикальныеуглыEO=AD,AO=OB,какрадиусы
Следовательно, ΔEOB=ΔDOA
Значит, EB=AD, тогда
BD2=CD⋅AD=CD⋅BE.
б) ΔABC — прямоугольный, тогда по т.Пифагора
AC=AB2+BC2=102+52=55
Далее,
∠ABC=∠ADB=90∘∠BAC — общий
Следовательно, ΔABC∼ΔADB
Тогда
ABBD=ACBC⟹BD=ACAB⋅BC=5510⋅5=25BDAD=BCAB⟹AD=BCBD⋅AB=525⋅10=45=EB
Тогда
CD=AC−AD=55−45=5
По теореме Менелая для ΔABC и прямой OF:
OABO⋅DCAD⋅FBCF=1⟺1⋅545⋅BFCF=1⟺BF=4CF.
Тогда
BF=34BC=320,CF=35
Далее,
SΔFBE=21⋅FB⋅BE⋅sin∠FBE
Найдем sin∠FBE:
sin∠FBE=sin(∠FBD+∠DBE)=sin(∠FBD+90∘)=cos∠FBD=BCBD=525.
Таким образом
SΔFBE=21⋅320⋅45⋅525=380.