Вот пришло в голову решение :) Так-то задачка ерундовая :) Я продлеваю перпендикуляры HK и HM за точку H до пересечения с BA в точке A1 и BC в точке C1 (ну, точки лежат на продолжениях... из за того, что ∠ABC острый, эти точки есть и лежат где положено :) ) Для треугольника A1BC1 H - точка пересечения высот (ну двух-то точно :) - A1M и C1K), поэтому A1C1 перпендикулярно BH, и, следовательно, параллельно AC; то есть ∠BAC = ∠BA1C; Точки K и M лежат на окружности, построенной на A1C1, как на диаметре, поэтому ∠BA1C + ∠KMC = 180°; как противоположные углы вписанного четырехугольника. Или, что же самое, ∠BA1C = ∠BMK; следовательно ∠BAC = ∠BMK; и треугольники ABC и BMK имеют равные углы. То есть, подобны.
Следствие, которое важнее задачи :) Четырехугольник AKMC - вписанный. То есть через эти 4 точки можно провести окружность.
Дополнение. Тривиальный решения тут такой. ∠KHB = ∠A; ∠MHB = ∠C; BK = BH*sin(A) = BC*sin(C)*sin(A); BM = BH*sin(C) = BA*sin(A)*sin(C); То есть у треугольников ABC и MBK угол B общий, и стороны общего угла пропорциональны BM/BA = BK/BC = sin(A)*sin(B); значит треугольники подобны. коэффициент подобия sin(A)*sin(C), что тоже полезное следствие.
1) Пусть квадрат имеет стороны АВ, ВС, ДС и АД, пусть АС пересекает ВД в точке О.
2) У квадрата диагонали равны, следовательно АС=ВД=18 м.
3) У квадрата диагонали точкой пересечения делятся пополам, тогда АО=ОС=ОД=ОВ=9 м.
4) У квадрата диагонали взаимно перпендикулярны, в таком случае рассмотрим треугольник АОВ - прямоугольный. АВ - гипотенуза и одновременно сторона квадрата, треугольник равнобедренный, т.к. катеты равны по 9 м.
АВ²=АО²+ОВ² (теорема Пифагора)
АВ²=81+81
АВ²=162
АВ=9√2 (это сторона квадрата).
Задача 1.
1) Пусть ромб имеет стороны АВ, ВС, ДС и АД, а высота СН.
2) Рассмотрим треугольник ВНС (прямоугольный)
ВС²=СН²+НВ² (теорема Пифагора)
НВ²=400-256
НВ²=144
НВ=12 м.
3) АН=АВ-НВ=20-12=8 м.
4) Рассмотрим треугольник АНС (прямоугольный)
АС²=АН²+НС²
АС²=64+256=320
АС=8√5
4) Рассмотрим треугольник АОД (прямоугольный, т.к. диагонали ромба взаимноперперндикулярны), учитывая, что АС пересекает ВД в точке О.
АО=8√5:2=4√5
АД²=АО²+ОД² (теорема Пифагора)
ОД²=400-80=320
ОД=8√5
5) ВД=2ОД (т.к. диагональ точкой пересечения делится пополам.
Я продлеваю перпендикуляры HK и HM за точку H до пересечения с BA в точке A1 и BC в точке C1 (ну, точки лежат на продолжениях... из за того, что ∠ABC острый, эти точки есть и лежат где положено :) )
Для треугольника A1BC1 H - точка пересечения высот (ну двух-то точно :) - A1M и C1K), поэтому A1C1 перпендикулярно BH, и, следовательно, параллельно AC;
то есть ∠BAC = ∠BA1C;
Точки K и M лежат на окружности, построенной на A1C1, как на диаметре, поэтому
∠BA1C + ∠KMC = 180°; как противоположные углы вписанного четырехугольника. Или, что же самое, ∠BA1C = ∠BMK;
следовательно ∠BAC = ∠BMK;
и треугольники ABC и BMK имеют равные углы. То есть, подобны.
Следствие, которое важнее задачи :) Четырехугольник AKMC - вписанный. То есть через эти 4 точки можно провести окружность.
Дополнение. Тривиальный решения тут такой.
∠KHB = ∠A; ∠MHB = ∠C;
BK = BH*sin(A) = BC*sin(C)*sin(A);
BM = BH*sin(C) = BA*sin(A)*sin(C);
То есть у треугольников ABC и MBK угол B общий, и стороны общего угла пропорциональны BM/BA = BK/BC = sin(A)*sin(B); значит треугольники подобны.
коэффициент подобия sin(A)*sin(C), что тоже полезное следствие.
Задача 2.
1) Пусть квадрат имеет стороны АВ, ВС, ДС и АД, пусть АС пересекает ВД в точке О.
2) У квадрата диагонали равны, следовательно АС=ВД=18 м.
3) У квадрата диагонали точкой пересечения делятся пополам, тогда АО=ОС=ОД=ОВ=9 м.
4) У квадрата диагонали взаимно перпендикулярны, в таком случае рассмотрим треугольник АОВ - прямоугольный. АВ - гипотенуза и одновременно сторона квадрата, треугольник равнобедренный, т.к. катеты равны по 9 м.
АВ²=АО²+ОВ² (теорема Пифагора)
АВ²=81+81
АВ²=162
АВ=9√2 (это сторона квадрата).
Задача 1.
1) Пусть ромб имеет стороны АВ, ВС, ДС и АД, а высота СН.
2) Рассмотрим треугольник ВНС (прямоугольный)
ВС²=СН²+НВ² (теорема Пифагора)
НВ²=400-256
НВ²=144
НВ=12 м.
3) АН=АВ-НВ=20-12=8 м.
4) Рассмотрим треугольник АНС (прямоугольный)
АС²=АН²+НС²
АС²=64+256=320
АС=8√5
4) Рассмотрим треугольник АОД (прямоугольный, т.к. диагонали ромба взаимноперперндикулярны), учитывая, что АС пересекает ВД в точке О.
АО=8√5:2=4√5
АД²=АО²+ОД² (теорема Пифагора)
ОД²=400-80=320
ОД=8√5
5) ВД=2ОД (т.к. диагональ точкой пересечения делится пополам.
ВД=2*8√5=16√5