4039. Площадь треугольника
ABC
равна
15\sqrt{3}
. Угол
BAC
равен
120^{\circ}
. Угол
ABC
больше угла
ACB
. Расстояние от вершины
A
до центра окружности, вписанной в треугольник
ABC
, равно 2. Найдите медиану треугольника
ABC
, проведённую из вершины
B
.
Ответ.
\sqrt{91}
.
Указание. Примените теорему косинусов.
Решение. Пусть
O
— центр окружности;
K
,
M
,
N
— точки касания со сторонами
AC
,
BC
,
AB
соответственно. Тогда
OK=r=AO\sin60^{\circ}=\sqrt{3},~AK=AO\cos60^{\circ}=1.

Если
p
— полупериметр треугольника
ABC
, то
S_{\triangle ABC}=pr
. Отсюда находим, что
p=15
.
Обозначим
BM=BN=x
,
CM=CK=y
. Тогда
\syst{x+y+1=15\\(x+y)^{2}=(x+1)^{2}+(y+1)^{2}+(x+1)(y+1).\\}

Из этой системы находим, что
x=9
,
y=5
или
x=5
,
y=9.
Поскольку
AC\gt AB
, то условию задачи удовлетворяет только второе решение этой системы:
x=5,y=9.
Тогда
AB=6
,
AC=10
.
Если
P
— середина
AC
, то по теореме косинусов
BP^{2}=AB^{2}+AP^{2}-2AB\cdot AP\cos120^{\circ}==36+25+2\cdot6\cdot5\cdot\frac{1}{2}=91.