12101. Окружность, вписанная в равнобокую трапецию, разбивает её боковую сторону на отрезки, равные 4 и 8. Найдите диагонали трапеции.
Ответ.
4\sqrt{17}
.
Решение. Пусть
ABCD
— равнобокая трапеция с основаниями
AD
и
BC
,
K
— точка касания с боковой стороной
CD
вписанной в трапецию окружности с центром
O
радиуса
r
,
CK=4
и
KD=8
,
CH
— высота трапеции.
Треугольник
COD
прямоугольный (см. задачу 313), а
OK=r
— его высота, проведённая из вершины прямого угла, поэтому
r=OK=\sqrt{CK\cdot KD}=\sqrt{4\cdot8}=4\sqrt{2}

(см. задачу 2728), а так как высота трапеции равна диаметру вписанной окружности, то
CH=2r=8\sqrt{2}
.
Поскольку в равнобокую трапецию вписана окружность, проекция диагонали трапеции на основание равна боковой стороне (см. задачу 2330), поэтому
AH=CD=CK+KD=4+8=12.

Следовательно, по теореме Пифагора
AC=\sqrt{AH^{2}+CH^{2}}=\sqrt{12^{2}+2\cdot8^{2}}=4\sqrt{17}.