Задание 25 — №340879
Геометрические задачи повышенной сложности
Условие
Окружность, вписанная в треугольник ABC, касается его сторон в точках M, K и P. Найдите углы треугольника ABC, если углы треугольника MKP равны $49^{\circ}$, $69^{\circ}$ и $62^{\circ}$.
Окружность, вписанная в треугольник ABC, касается его сторон в точках M, K и P. Найдите углы треугольника ABC, если углы треугольника MKP равны 49^(°), 69^(°) и 62^(°).
Решение
- 1
Пусть $\alpha = \angle BAC$, $\beta = \angle ABC$, $\gamma = \angle ACB$, а также заданы углы треугольника $MKP$: $\angle PKM = 49^\circ$, $\angle MPK = 69^\circ$, $\angle KMP = 62^\circ$. По свойству касательных (касательные, проведённые из одной точки к окружности, равны), получаем: $AM = AP$, $BM = BK$, $CP = CK$. Следовательно, треугольники $AMP$, $BMK$ и $CPK$ равнобедренные.
- 2
В равнобедренном треугольнике углы при основании равны. По теореме об угле между касательной и хордой (угол между касательной и хордой равен $90^\circ - \frac{\text{угол у вершины}}{2}$) получаем: $$\angle AMP = \angle APM = 90^\circ - \frac{\alpha}{2}$$, $$\angle BMK = \angle BKM = 90^\circ - \frac{\beta}{2}$$, $$\angle CPK = \angle CKP = 90^\circ - \frac{\gamma}{2}$$.
- 3
Рассмотрим треугольник $MKP$, сумма углов которого равна $180^\circ$. Выразим угол $\angle PKM$ с помощью углов равнобедренных треугольников:
$$\angle PKM = 180^\circ - \angle CKP - \angle BKM.$$
Подставляем найденные значения:
$$\angle PKM = 180^\circ - \Bigl(90^\circ - \frac{\gamma}{2}\Bigr) - \Bigl(90^\circ - \frac{\beta}{2}\Bigr) = \frac{\beta+\gamma}{2}.$$
Приравнивая к заданному значению $49^\circ$, получаем уравнение:
$$\frac{\beta+\gamma}{2} = 49^\circ.$$ - 4
Аналогичным образом находим остальные углы треугольника $MKP$:
$$\angle MPK = \frac{\alpha+\gamma}{2} = 69^\circ, \quad \angle KMP = \frac{\alpha+\beta}{2} = 62^\circ.$$ - 5
Так как сумма углов треугольника $ABC$ равна $\alpha+\beta+\gamma = 180^\circ$, запишем:
$$\beta+\gamma = 2\cdot49^\circ = 98^\circ, \quad \alpha+\gamma = 2\cdot69^\circ = 138^\circ, \quad \alpha+\beta = 2\cdot62^\circ = 124^\circ.$$
Вычисляем:
$$\alpha = 180^\circ - 98^\circ = 82^\circ,$$
$$\beta = 124^\circ - 82^\circ = 42^\circ,$$
$$\gamma = 138^\circ - 82^\circ = 56^\circ.$$
Таким образом, углы треугольника $ABC$ равны $82^\circ$, $42^\circ$ и $56^\circ$.
Ответ: 82°, 42°, 56°