17530. Окружность с центром O
касается прямых AB
и BC
в точках A
и C
соответственно. Высота CH
треугольника ABC
пересекает эту окружность в точках C
и D
. Найдите отношение AB:CH
, если площадь треугольника ABD
равна 15, а радиус окружности равен 6.
Ответ. 4:3
.
Решение. Пусть отрезки BO
и AC
пересекаются в точке N
. Треугольник ABC
равнобедренный, а BO
— его биссектриса угла B
, поэтому биссектриса BN
треугольника ABC
является также его медианой и высотой.
Пусть \angle OAN=\alpha
. Поскольку OA\parallel CH
, то \angle ACH=\alpha
. Отметим, что этот угол вписан в окружность и опирается на дугу AD
, поэтому \smile AD=2\alpha
. По теореме об угле между касательной и хордой
\angle DAH=\frac{1}{2}\smile AD=\alpha.
Кроме того,
\angle ABO=90^{\circ}-\angle AOB=90^{\circ}-(90^{\circ}-\alpha)=\alpha.
Тогда
AB=AO\ctg\alpha=6\ctg\alpha;~AN=AO\cos\alpha=6\cos\alpha;~AC=2AN=12\cos\alpha;
AH=AC\sin\alpha=12\cos\alpha\sin\alpha;~DH=AH\tg\alpha=12\cos\alpha\sin\alpha\tg\alpha=12\sin^{2}\alpha;
CH=AC\cos\alpha=12\cos^{2}\alpha;~\frac{AB}{CH}=\frac{6\ctg\alpha}{12\cos^{2}\alpha}=\frac{1}{2\sin\alpha\cos\alpha}.
По условию
15=S_{\triangle ABD}=\frac{1}{2}AB\cdot DH=\frac{1}{2}\cdot6\ctg\alpha\cdot12\sin^{2}\alpha=36\cos\alpha\sin\alpha,
откуда \cos\alpha\sin\alpha=\frac{5}{12}
. Следовательно,
\frac{AB}{CH}=\frac{1}{2\sin\alpha\cos\alpha}=\frac{1}{2\cdot\frac{5}{12}}=6:5.
Источник: Олимпиада «Физтех» (математическая олимпиада МФТИ). — 2022, 9 класс, заключительный этап, задача 4, вариант 14