Часть 2, задание 5: Планиметрия

Содержание

Планиметрия на ДВИ: что проверят и как решать

Пятая задача ДВИ МГУ — это классическая планиметрия. В отличие от школьного ЕГЭ (где задача часто распадается на простой пункт «А» на доказательство и вычислительный пункт «Б»), на ДВИ планиметрия идёт одним сплошным текстом. Требуется найти длину отрезка, угол, площадь или отношение.

Здесь редко встречаются задачи, которые решаются одним красивым дополнительным построением (хотя бывает и такое). Мехмат любит проверять алгебраический подход к геометрии: умение ввести неизвестные переменные (стороны, углы), составить систему уравнений на основе базовых теорем и грамотно её решить.

Какие темы встречаются

В банке ДВИ задачи опираются на классические конструкции:

  • Общие треугольники: площади, медианы, биссектрисы, теоремы синусов и косинусов.
  • Отношения отрезков и площадей: теоремы Фалеса, Менелая, Чевы, сравнение площадей треугольников с общей высотой или углом.
  • Окружности: вписанные и описанные углы, метрические соотношения (касательные, секущие, пересекающиеся хорды, степень точки).
  • Четырёхугольники: трапеции, параллелограммы, вписанные и описанные четырёхугольники.
  • Координатно-векторный счёт: иногда удобнее посадить фигуру в координаты или работать со скалярным произведением, чем искать синтетическое решение.

Ключевые формулы и факты

На ДВИ нет справочных материалов, поэтому весь арсенал должен быть в голове. Подробные выводы и расширенный список — в справочнике (раздел «Планиметрия»); ниже собран минимум, без которого пятая задача не берётся, и каждая теорема, которая дальше встретится в примерах, введена здесь заранее.

Менелай и Чева: обход контура
Хорды и касательная-секущая

Общий алгоритм алгебраической геометрии

Если инсайт (красивое геометрическое решение) не приходит за 5 минут, переходи к алгебраическому методу. Твоя задача — свести геометрию к алгебре.

Примеры решения задач

Разберём задачи, демонстрирующие типичную логику ДВИ: строгость, знание фактов и алгебраический подход.

Пример 1. Отношение площадей и теорема Менелая

Условие. В треугольнике ABCABC на стороне ABAB взята точка MM так, что AM:MB=1:2AM : MB = 1 : 2, а на стороне BCBC взята точка NN так, что BN:NC=3:1BN : NC = 3 : 1. Отрезки ANAN и CMCM пересекаются в точке OO. Найдите отношение площади треугольника AOCAOC к площади треугольника ABCABC.

Треугольник ABC с отрезками AN и CM
Пример 2. Вписанный четырёхугольник и метрические соотношения

Условие. Четырёхугольник ABCDABCD вписан в окружность. Известно, что AB=BC=6AB = BC = 6, AD=4AD = 4, CD=5CD = 5. Диагонали четырёхугольника пересекаются в точке MM. Найдите длину отрезка AMAM.

Вписанный четырехугольник ABCD
Пример 3. Степень точки: касательная и секущая

Условие. Из точки PP, лежащей вне окружности, проведены касательная PKPK (точка KK — точка касания) и секущая, пересекающая окружность в точках AA и BB, причём AA ближе к PP. Известно, что PK=6PK = 6, а внутренний отрезок секущей AB=5AB = 5. Найдите длину отрезка PAPA.

Степень точки: касательная и секущая из P
Пример 4. Чистый тригонометрический счёт и два случая конфигурации

Условие. В треугольнике ABCABC сторона AC=7AC = 7, сторона BC=8BC = 8, а площадь треугольника равна 14314\sqrt{3}. Найдите сторону ABAB.

Треугольник: два случая угла C (острый и тупой)

Частые ошибки

Оформление под рубрику ДВИ

ДВИ проверяют по outcomes-рубрике: важно не только число в ответе, но и то, что каждый переход обоснован. Ниже — эталон полного решения и список того, за что снимают «±».

Стратегия на ДВИ

Проверь себя
  1. Из внешней точки PP проведены касательная PKPK и секущая, пересекающая окружность в точках AA и BB. Какое равенство верно?
  2. Четырёхугольник ABCDABCD вписан в окружность. Что можно утверждать про его углы?
  3. В каком отношении биссектриса из вершины AA делит противоположную сторону BCBC?
  4. В треугольнике известно, что sin⁡C=32\sin C = \dfrac{\sqrt{3}}{2}. Какие значения может принимать угол CC?