5823. Через середину гипотенузы
AC
прямоугольного треугольника
ABC
проведена прямая, пересекающая катет
BC
в точке
D
, а продолжение катета
AB
за точку
A
— в точке
E
. Найдите площадь треугольника
ABC
, если
CD=1
,
AE=2
,
\angle CAB=\arccos\frac{3}{5}
.
Ответ.
\frac{96}{25}
.
Решение. Пусть
K
— середина гипотенузы
AC
. Обозначим
AK=KC=x
,
\angle BAC=\alpha
. Через точку
D
параллельной
AB
проведём прямую до пересечения с отрезком
AC
в точке
P
. Тогда
\angle CPD=\angle BAC=\alpha,~CP=\frac{CD}{\cos\alpha}=\frac{1}{\frac{4}{5}}=\frac{5}{4},~DP=\frac{3}{4}.

Треугольник
KPD
подобен треугольнику
KAE
с коэффициентом
\frac{DP}{AE}=\frac{\frac{3}{4}}{2}=\frac{3}{8}
. Поэтому
\frac{PK}{AK}=\frac{3}{8}
, или
\frac{x-\frac{5}{4}}{x}=\frac{3}{8}
, откуда
x=2
, а
AC=2x=4
.
Из прямоугольного треугольника
ABC
находим, что
AB=AC\cos\alpha=4\cdot\frac{3}{5}=\frac{12}{5},~BC=AC\sin\alpha=4\cdot\frac{4}{5}=\frac{16}{5}.

Следовательно,
S_{\triangle ABC}=\frac{1}{2}AB\cdot BC=\frac{1}{2}\cdot\frac{12}{5}\cdot\frac{16}{5}=\frac{96}{25}.