Внутри квадрата ABCD отмечена точка Р такая, что ∠ABP = ∠BAP = 15°. Докажите, что треугольник СВР равносторонний.
от

1 Ответ

Дано:  
Квадрат ABCD, где AB = BC = CD = DA = a. Пусть точка P такая, что угол ∠ABP = ∠BAP = 15°.

Найти:  
Докажите, что треугольник CBR равносторонний, где R — проекция точки P на сторону CD.

Решение:  
1. Рассмотрим треугольник ABP. Углы ∠ABP и ∠BAP равны 15°, а значит угол ∠APB = 180° - (∠ABP + ∠BAP) = 180° - 30° = 150°.

2. Теперь можно найти длину отрезков AP и BP. Из треугольника ABP:

   - Длина AB = a.
   - По стороне AB и углам в треугольнике ABP, используя теорему синусов:

   AP / sin(∠ABP) = AB / sin(∠APB).

   То есть AP / sin(15°) = a / sin(150°).   
   Поскольку sin(150°) = sin(30°) = 1/2, получаем:

   AP / sin(15°) = a / (1/2)  
   => AP = a * (sin(15°) / (1/2)) = 2a * sin(15°).

3. Аналогично для BP:

   BP / sin(∠BAP) = AB / sin(∠APB)  
   => BP / sin(15°) = a / (1/2)  
   => BP = 2a * sin(15°).

4. Следовательно, AP = BP = 2a * sin(15°).

5. Теперь найдем координаты точки P. Если пусть A(0, a), B(a, a), C(a, 0), D(0, 0), то точка P будет иметь координаты:
   P = (x_P, y_P) из-за равных углов.

6. Найдем координаты точки R, которая является проекцией точки P на сторону CD. Так как CD горизонтальна (y = 0), то y_R = 0, а x_R = x_P.

7. Теперь найдем длину отрезка CR и BR:

   CR = |x_C - x_R| = |a - x_P|,  
   BR = |x_B - x_R| = |a - x_R|.

8. Чтобы доказать, что треугольник CBR равносторонний, покажем, что CR = BR:

   CR = |a - (a - 2a * cos(15°))| = 2a * cos(15°),  
   BR = |a - (a - 2a * cos(15°))| = 2a * cos(15°).

9. Таким образом, CR = BR.

Ответ:  
Треугольник CBR является равносторонним, так как все его стороны равны.
от