Точка M — середина гипотенузы AB прямоугольного треугольника ABC. Серединный перпендикуляр к гипотенузе пересекает катет BC в точке N.
a) Докажите, что ∠CAN=∠CMN.
б) Найдите отношение радиусов окружностей, описанных около треугольников ANB и CBM, если tg∠BAC=34.
Источник: ЕГЭ 2017, досрочная волна
Решение:
а)
Так как ∠AMN+∠ACN=90∘+90∘=180∘, то точки A,M,N,C лежат на одной окружности с диаметром AN.
Тогда
∠CAN=∠CMN,таккакопираютсянаоднудугуCN.
б) Заметим, что
∠MAN=∠MCN,таккакопираютсянаоднудугуMN
Тогда ΔANB∼ΔCBM по двум равным углам.
Коэффициент подобия k можно найти из отношения сторон AB и BC.
Известно, что tg∠BAC=34. Пусть BC=4x,AC=3x.
В прямоугольном ΔABC:
AB=BC2+AC2=(4x)2+(3x)2=5x
Тогда
k=BCAB=4x5x=45
Треугольники ANB и CBM подобны. Тогда CMAN=k=45.
Обозначим радиусы описанных окружностей, вокруг соответствующих треугольников, как RANB и RCBM.
Применим теорему синусов к нашим треугольникам.
Для ΔANB:
sin∠BAN=2RANB.
Для ΔCBM:
sin∠BCM=2RCBM.
Треугольники подобны, угол B у них общий. Поделим первое равенство на второе:
2RCBM2RANB=sin∠BCMsin∠BAN=CMAN.
То есть
RCBMRANB=CMAN=k=45
Следовательно, радиусы окружностей относятся, как 5:4.