12342. На боковой стороне
CD
трапеции
ABCD
с основаниями
BC
и
AD
отмечена точка
M
. Точка
H
— основание перпендикуляра, опущенного из вершины
D
на прямую
BM
. Оказалось, что
DH=AD
. Найдите
AD
, если
BC=16
,
CM=8
,
MD=9
.
Ответ. 18.
Решение. Первый способ. Пусть
DF
— высота равнобедренного треугольника
ADH
. Тогда
F
— середина отрезка
AH
. Прямые
BM
и
DF
перпендикулярны одной и той же прямой
AH
, поэтому
BM\parallel DF
.
Пусть прямая, проведённая через вершину
C
перпендикулярно
BM
, пересекает прямые
BM
и
DF
в точках
P
и
S
соответственно. По теореме о пропорциональных отрезках
CP:PF=CM:MD=8:9.

Положим
CP=8x
,
PS=9x
. Четырёхугольник
FHPS
— прямоугольник, а
F
— середина отрезка
AH
, поэтому
AF=FH=PS=9x.

Прямоугольные треугольники
DFA
и
BPC
подобны, так как
\angle ADF=\angle CBP
, причём коэффициент подобия равен
\frac{AF}{CP}=\frac{9x}{8x}=\frac{9}{8}.

Следовательно,
AD=\frac{9}{8}BC=\frac{9}{8}\cdot16=18.

Второй способ. Пусть
DF
— высота равнобедренного треугольника
ADH
. Тогда
F
— середина отрезка
AH
. Прямые
BM
и
DF
перпендикулярны одной и той же прямой
AH
, поэтому
BM\parallel DF
.
Продолжим отрезки
DF
и
CB
до пересечения в точке
N
. Опустим перпендикуляр
BK
на прямую
DN
. Тогда
BK=HF=AF
, а так как
\angle BNK=\angle ADF
, то прямоугольные треугольники
BKN
и
AFD
равны по катету и противолежащему углу. Значит,
BN=AD
.
Треугольник
DCN
подобен треугольнику
MCB
с коэффициентом
CD:CM=17:8
. Значит,
CN=\frac{17}{8}BC=\frac{17}{8}\cdot16=34.

Следовательно,
AD=BN=CN-BC=34-16=18.