Условие
На сторонах AB и BC треугольника ABC отмечены точки M и N так, что BM:MA=BN:NC=2:1. Докажите, что прямые MN и AC параллельны, а площадь треугольника MBN составляет 4/9 площади треугольника ABC.
Подсказка
Какую часть стороны AB составляет отрезок BM?
Сравните треугольники MBN и ABC: у них есть общий угол.
Показать ответ
MN∥AC, S(MBN)=(4/9)·S(ABC)
Пошаговое решение
- Переходим от отношения частей к отношению отрезка и всей стороны
BM:MA=2:1 означает, что сторона AB разбита на 3 равные части, из которых 2 приходятся на BM: BM=(2/3)·BA. Точно так же BN=(2/3)·BC. Значит, BM/BA=BN/BC=2/3.
- Доказываем подобие треугольников MBN и ABC
У треугольников MBN и ABC угол B общий, а стороны, образующие этот угол, пропорциональны: BM/BA=BN/BC. По второму признаку подобия треугольники подобны (M↔A, N↔C), коэффициент k=2/3.
- Доказываем параллельность
Из подобия ∠BMN=∠BAC. Это соответственные углы при прямых MN, AC и секущей AB (точки N и C лежат по одну сторону от AB). Соответственные углы равны, значит, MN∥AC.
- Находим отношение площадей
Площади подобных треугольников относятся как квадрат коэффициента подобия: S(MBN)/S(ABC)=(2/3)²=4/9. То же даёт формула S=½·ab·sin B: S(MBN)=½·(2/3)BA·(2/3)BC·sin B=(4/9)·S(ABC).
- Записываем вывод и проверяем коэффициент
Доказано: MN∥AC и S(MBN)=(4/9)·S(ABC). Типичная ошибка — взять за коэффициент подобия отношение BM:MA=2 (коэффициент — это BM/BA=2/3) или написать, что площади относятся как 2/3, забыв возвести коэффициент в квадрат.
Ответ: MN∥AC, S(MBN)=(4/9)·S(ABC)
Критерии оценивания (2 балла)
- 2
- Доказательство верное, все шаги обоснованы: получено BM/BA=BN/BC=2/3, подобие треугольников MBN и ABC обосновано по второму признаку (общий угол B), параллельность выведена из равенства соответственных углов, отношение площадей найдено как квадрат коэффициента.
- 1
- Доказательство в целом верное, но содержит неточность: подобие и параллельность доказаны, но отношение площадей записано без обоснования (не сказано, что площади подобных треугольников относятся как квадрат коэффициента), или не назван признак подобия.
- 0
- Не выполнены условия начисления баллов по этой учебной рубрике.