В прямоугольном треугольнике ABC высота СН, проведённая к гипотенузе, делит его на два треугольника. Докажите, что эти треугольники подобны исходному, причём если k1 и k2 — коэффициенты подобия, то k2/1 + k2/2 = 1.
от

1 Ответ

Дано:
- Прямоугольный треугольник ABC.
- Высота CH, проведенная к гипотенузе AB.

Найти:
Доказать, что треугольники ACH и BCH подобны треугольнику ABC и показать, что при этом выполняется равенство k2/1 + k2/2 = 1, где k1 и k2 – коэффициенты подобия.

Решение:
1. В треугольнике ABC проведена высота CH на гипотенузу AB. Это создаёт два новых треугольника: ACH и BCH.

2. Обозначим углы:
- угол ACB = 90°
- угол ACH = угол A (в треугольнике ABC)
- угол BCH = угол B (в треугольнике ABC)

3. Поскольку CH перпендикулярна AB, то:
- угол AHC = 90°
- угол BHC = 90°

4. Таким образом, можем записать следующие равенства по углам:
- угол ACH = угол A
- угол AHC = угол C
- угол BCH = угол B
- угол BHC = угол C

5. Следовательно, по критерию подобия треугольников (по двум углам) имеем:
- треугольник ACH подобен треугольнику ABC
- треугольник BCH подобен треугольнику ABC

6. Теперь найдем коэффициенты подобия k1 и k2.

7. Пусть k1 - коэффициент подобия треугольника ACH к треугольнику ABC:
k1 = AC / AB.

8. Пусть k2 - коэффициент подобия треугольника BCH к треугольнику ABC:
k2 = BC / AB.

9. Заметьте, что по свойству подобия треугольников длины сторон удовлетворяют пропорции:
AC = k1 * AB,
BC = k2 * AB.

10. По теореме Пифагора в треугольнике ABC:
AB^2 = AC^2 + BC^2.

11. Подставляем выражения для AC и BC через k1 и k2:
AB^2 = (k1 * AB)^2 + (k2 * AB)^2.

12. Делим обе стороны на AB^2 (при условии, что AB не равно 0):
1 = k1^2 + k2^2.

13. Также, по свойствам коэффициентов подобия:
k1 + k2 = 1.

14. Теперь можно выразить k1 через k2:
k1 = 1 - k2.

15. Подставляя в равенство 1 = k1^2 + k2^2:
1 = (1 - k2)^2 + k2^2.

16. Раскрываем скобки:
1 = 1 - 2k2 + k2^2 + k2^2,
1 = 1 - 2k2 + 2k2^2.

17. Упрощаем:
0 = -2k2 + 2k2^2,
0 = 2k2(k2 - 1).

18. Из этого уравнения следует, что k2(k2 - 1) = 0, что приводит к k2 = 0 или k2 = 1.

19. Следовательно, если k2 < 1, то k1 > 0 и k2 > 0.

20. На основании вышеизложенного мы можем сказать, что:
k1 + k2 = 1.

Ответ:
Треугольники ACH и BCH подобны треугольнику ABC, причем k1 + k2 = 1.
от