Стороны треугольника равны 4, 5 и 6. Через середину его большей стороны и центр вписанной окружности провели прямую. В каком отношении она делит другую сторону треугольника?
от

1 Ответ

Дано:
Треугольник ABC со сторонами a = 4, b = 5 и c = 6. Пусть AB = 6, AC = 5, BC = 4. Обозначим точки:
- D — середина стороны AB,
- I — центр вписанной окружности.

Найти:

В каком отношении прямая, проходящая через точки D и I, делит сторону BC.

Решение:

1. Найдем координаты точек A, B и C.
   - Пусть A(0, 0), B(6, 0).
   - Для нахождения точки C используем формулу для расстояния:
     - AC = 5, BC = 4.
     - Обозначим координаты C как (x, y).

2. Записываем уравнения для расстояний:
   - (x - 0)^2 + (y - 0)^2 = 5^2  →  x^2 + y^2 = 25.
   - (x - 6)^2 + (y - 0)^2 = 4^2  →  (x - 6)^2 + y^2 = 16.

3. Раскроем второе уравнение:
   - x^2 - 12x + 36 + y^2 = 16.
   - Подставим x^2 + y^2 = 25:
   - 25 - 12x + 36 = 16 →  -12x + 61 = 16 → 12x = 45 → x = 3.75.

4. Подставим x в первое уравнение для нахождения y:
   - (3.75)^2 + y^2 = 25 → 14.0625 + y^2 = 25 → y^2 = 10.9375 → y = √10.9375 ≈ 3.31.

5. Теперь у нас есть координаты:
   - A(0, 0), B(6, 0), C(3.75, 3.31).
   - Найдем координаты D:
   - D = ((0 + 6) / 2, (0 + 0) / 2) = (3, 0).

6. Найдем координаты I (центр вписанной окружности):
   - Используем формулы для координат центра вписанной окружности:
   - I_x = (aA_x + bB_x + cC_x) / (a + b + c)
   - I_y = (aA_y + bB_y + cC_y) / (a + b + c).

7. Подставим:
   - I_x = (4*0 + 5*6 + 6*3.75) / (4 + 5 + 6) = (0 + 30 + 22.5) / 15 = 52.5 / 15 = 3.5.
   - I_y = (4*0 + 5*0 + 6*3.31) / 15 = 19.86 / 15 ≈ 1.31.

8. Теперь у нас есть точки D(3, 0) и I(3.5, 1.31). Найдем уравнение прямой DI:
   - Угловой коэффициент m = (I_y - D_y) / (I_x - D_x) = (1.31 - 0) / (3.5 - 3) = 1.31 / 0.5 = 2.62.

9. Уравнение прямой:
   - y - 0 = 2.62(x - 3) → y = 2.62x - 7.86.

10. Подставим x = 0 для нахождения точки пересечения с BC:
    - 0 = 2.62x - 7.86 → 7.86 = 2.62x → x = 7.86/2.62 ≈ 3.

11. Сторона BC делится в отношении:
    - Отрезок от B до точки пересечения (3) и от точки пересечения до C (4 - 3 = 1).
    - Таким образом, отношение BD : DC = 3 : 1.

Ответ:
Прямая делит сторону BC в отношении 3 : 1.
от