Глава VIII. §3. Применение подобия (задачи) — с. 179
679. Выразите a_c и b_c через а, b и с.
Катет есть среднее пропорциональное для гипотенузы и своей проекции на гипотенузу: a² = c·a_c и b² = c·b_c. (Это следует из подобия △ABC ∼ △CBH: BC/AB = BH/BC, то есть a/c = a_c/a; аналогично △ABC ∼ △ACH даёт b/c = b_c/b.)
Ответ: a_c = a²/c, b_c = b²/c.
Ответ: a_c = a²/c, b_c = b²/c.
680. Докажите, что: а) h = ab/c; б) a²/a_c = b²/b_c.
а) Площадь прямоугольного треугольника можно найти двумя способами: S = ab/2 (половина произведения катетов) и S = ch/2 (половина произведения основания AB = c на высоту CH = h). Значит ab = ch, h = ab/c.
б) По задаче 679 a² = c·a_c, b² = c·b_c, откуда a²/a_c = c и b²/b_c = c. Следовательно a²/a_c = b²/b_c (= c).
Что и требовалось доказать.
б) По задаче 679 a² = c·a_c, b² = c·b_c, откуда a²/a_c = c и b²/b_c = c. Следовательно a²/a_c = b²/b_c (= c).
Что и требовалось доказать.
681. Катеты прямоугольного треугольника относятся как 3 : 4, а гипотенуза равна 50 мм. Найдите отрезки, на которые гипотенуза делится высотой, проведённой из вершины прямого угла.
Пусть катеты 3t и 4t. По теореме Пифагора 9t² + 16t² = 50², 25t² = 2500, t = 10. Катеты 30 мм и 40 мм.
Проекции катетов на гипотенузу: 30²/50 = 900/50 = 18 мм и 40²/50 = 1600/50 = 32 мм (18 + 32 = 50).
Ответ: 18 мм и 32 мм.
Проекции катетов на гипотенузу: 30²/50 = 900/50 = 18 мм и 40²/50 = 1600/50 = 32 мм (18 + 32 = 50).
Ответ: 18 мм и 32 мм.
682. Высота прямоугольного треугольника, проведённая из вершины прямого угла, делит гипотенузу на отрезки, один из которых на 11 см больше другого. Найдите гипотенузу, если катеты треугольника относятся как 6 : 5.
Пусть проекции катетов a и b на гипотенузу равны a_c и b_c, причём катеты относятся как a : b = 6 :
5. Из a²/a_c = b²/b_c (задача 680) получаем a_c/b_c = a²/b² = 36/25.
Пусть b_c = 25x, a_c = 36x. По условию 36x − 25x = 11, x = 1. Значит a_c = 36 см, b_c = 25 см, гипотенуза c = 36 + 25 = 61 см.
Ответ: 61 см.
Пусть b_c = 25x, a_c = 36x. По условию 36x − 25x = 11, x = 1. Значит a_c = 36 см, b_c = 25 см, гипотенуза c = 36 + 25 = 61 см.
Ответ: 61 см.
683. В треугольнике, стороны которого равны 5 см, 12 см и 13 см, проведена высота к его большей стороне. Найдите отрезки, на которые высота делит эту сторону.
Так как 5² + 12² = 25 + 144 = 169 = 13², по теореме, обратной теореме Пифагора, треугольник прямоугольный, и большая сторона 13 см — гипотенуза. Высота проведена из вершины прямого угла.
Проекции катетов на гипотенузу: 5²/13 = 25/13 = 1 12/13 см и 12²/13 = 144/13 = 11 1/13 см (сумма 13 см).
Ответ: 1 12/13 см и 11 1/13 см.
Проекции катетов на гипотенузу: 5²/13 = 25/13 = 1 12/13 см и 12²/13 = 144/13 = 11 1/13 см (сумма 13 см).
Ответ: 1 12/13 см и 11 1/13 см.
684. Используя утверждение 2°, п. 71, докажите теорему Пифагора: в прямоугольном треугольнике ABC с прямым углом С выполняется равенство АС2 + ВС2 = AB2. [рисунок 230: высота CD, проведённая к гипотенузе AB]
Пусть CD — высота треугольника ABC, проведённая к гипотенузе (D лежит между A и B, поэтому AD + BD = AB).
По утверждению 2°, катет есть среднее пропорциональное гипотенузы и своей проекции на гипотенузу: AC² = AD·AB и BC² = BD·AB.
Сложим эти равенства: AC² + BC² = AD·AB + BD·AB = (AD + BD)·AB = AB·AB = AB².
Теорема Пифагора доказана.
По утверждению 2°, катет есть среднее пропорциональное гипотенузы и своей проекции на гипотенузу: AC² = AD·AB и BC² = BD·AB.
Сложим эти равенства: AC² + BC² = AD·AB + BD·AB = (AD + BD)·AB = AB·AB = AB².
Теорема Пифагора доказана.
685. Для определения высоты столба A1C1, на рисунке 232, с. 177, использован шест с вращающейся планкой. Чему равна высота столба, если BC1 = 6,3 м, ВС = 3,4 м, АС = 1,7 м?
Прямоугольные треугольники A1C1B и ACB подобны (угол B общий, ∠C = ∠C1 = 90°), поэтому A1C1/AC = BC1/BC.
A1C1 = AC·BC1/BC = 1,7·6,3/3,4 = 6,3/2 = 3,15 м.
Ответ: 3,15 м.
A1C1 = AC·BC1/BC = 1,7·6,3/3,4 = 6,3/2 = 3,15 м.
Ответ: 3,15 м.
686. Длина тени дерева равна 10,2 м, а длина тени человека, рост которого 1,7 м, равна 2,5 м. Найдите высоту дерева.
Солнечные лучи падают параллельно, поэтому дерево с его тенью и человек с его тенью образуют подобные прямоугольные треугольники (острые углы, образованные лучами с землёй, равны). Значит, высота дерева H относится к росту человека как длины теней: H/1,7 = 10,2/2,5.
H = 1,7·10,2/2,5 = 17,34/2,5 = 6,936 м.
Ответ: ≈ 6,94 м (6,936 м).
H = 1,7·10,2/2,5 = 17,34/2,5 = 6,936 м.
Ответ: ≈ 6,94 м (6,936 м).
687. Для определения высоты дерева можно использовать зеркало так, как показано на рисунке 234. Луч света FD, отражаясь от зеркала в точке D, попадает в глаз человека (точку В). Определите высоту дерева, если АС = 165 см, ВС = 12 см, AD = 120 см, DЕ = 4,8 м, ∠1 = ∠2. [рисунок 234: человек AC (A у ног, C — макушка), B — глаз на расстоянии BC от макушки, зеркало в точке D на земле, дерево EF]
Высота глаз человека над землёй AB = AC − BC = 165 − 12 = 153 см.
Прямоугольные треугольники ABD (∠A = 90°) и EFD (∠E = 90°) подобны: ∠1 = ∠2 по условию (угол падения равен углу отражения). Поэтому EF/AB = DE/AD.
DE = 4,8 м = 480 см. EF = AB·DE/AD = 153·480/120 = 153·4 = 612 см = 6,12 м.
Ответ: 6,12 м.
Прямоугольные треугольники ABD (∠A = 90°) и EFD (∠E = 90°) подобны: ∠1 = ∠2 по условию (угол падения равен углу отражения). Поэтому EF/AB = DE/AD.
DE = 4,8 м = 480 см. EF = AB·DE/AD = 153·480/120 = 153·4 = 612 см = 6,12 м.
Ответ: 6,12 м.