12572. Точки
M
и
N
— середины сторон
AD
и
CD
параллелограмма
ABCD
. Известно, что
BM=1
,
BN=2
и
\angle MBN=60^{\circ}
. Найдите стороны параллелограмма.
Ответ.
AB=\frac{4}{3}
,
BC=\frac{2\sqrt{13}}{3}
.
Решение. В треугольнике
BMN
одна сторона вдвое больше другой, а угол между эти сторонами равен
60^{\circ}
, значит (см. задачу 2643), треугольник
BMN
прямоугольный с прямым углом при вершине
M
. По теореме Пифагора находим, что
MN=\sqrt{3}
.
Пусть продолжение медианы
MK
треугольника
BMN
пересекает сторону
BC
в точке
L
. Поскольку
MK
— средняя линия трапеции
ADNB
, то
MK\parallel AB\parallel CD
,
L
— середина стороны
BC
, а так как
MK
— медиана прямоугольного треугольника, проведённая из вершины прямого угла, то
MK=\frac{1}{2}BM
(см. задачу 1109).
Обозначим
AB=CD=x
. Отрезок
MK
— средняя линия трапеции
ADNB
с основаниями
AB=x
и
DN=\frac{x}{2}
, поэтому
MK=\frac{AB+DN}{2},~\mbox{или}~1=\frac{x+\frac{x}{2}}{2},

откуда
CD=AB=x=\frac{4}{3}.

Обозначим
AD=BC=y
. Пусть
P
— точка пересечения прямых
MN
и
BC
. Из равенства треугольников
CNP
и
DNM
(по стороне
CN=DN
и двум прилежащим к ней углам) получаем, что
CP=MD=\frac{y}{2},~NP=BC+CP=y+\frac{y}{2}=\frac{3y}{2},~MP=2MN=2\sqrt{3}.

Из прямоугольного треугольника
BMP
находим, что
\frac{3y}{2}=BP=\sqrt{BM^{2}+MP^{2}}=\sqrt{1+12}=\sqrt{13}.

Следовательно,
AD=BC=y=\frac{2\sqrt{13}}{3}.