2649. Точки
M
и
N
лежат на сторонах соответственно
AD
и
BC
ромба
ABCD
, причём
DM:AM=BN:NC=2:1
. Найдите
MN
, если известно, что сторона ромба равна
a
, а
\angle BAD=60^{\circ}
.
Ответ.
\frac{a\sqrt{13}}{3}
.
Указание. Через вершину
A
проведите прямую, параллельную
MN
.
Решение. Пусть прямая, проведённая через вершину
A
параллельно
MN
, пересекает сторону
BC
в точке
K
. Тогда
AK=MN
,
BK=\frac{1}{3}BC
. По теореме косинусов из треугольника
ABK
находим, что
AK^{2}=AB^{2}+BK^{2}-2AB\cdot BK\cos120^{\circ}=a^{2}+\frac{1}{9}a^{2}+\frac{1}{3}a^{2}=\frac{13}{9}a^{2}.

Следовательно,
MN=AK=\frac{a\sqrt{13}}{3}
.