Найдите острые углы прямоугольного треугольника, если известно что отношение радиуса описанной около этого треугольника окружности к радиусу вписанной в него окружности равно 1+корень из 3
Ответы
Ответ дал:
4
Пусть a, b - катеты, с - гипотенуза, R - радиус описанной окружности, r - радиус вписанной окружности.
В прямоугольном треугольнике гипотенуза является диаметром описанной окружности, т.е.
![R = \dfrac{1}{2}c R = \dfrac{1}{2}c](https://tex.z-dn.net/?f=R+%3D+%5Cdfrac%7B1%7D%7B2%7Dc)
Или (по теореме Пифагора):
![\sqrt{a^2 + b^2} = 2R \sqrt{a^2 + b^2} = 2R](https://tex.z-dn.net/?f=%5Csqrt%7Ba%5E2+%2B+b%5E2%7D+%3D+2R)
Радиус вписанной окружности связан со сторонами прямоугольного треугольника следующим соотношением:
![r = \dfrac{a + b - c}{2} r = \dfrac{a + b - c}{2}](https://tex.z-dn.net/?f=r+%3D++%5Cdfrac%7Ba+%2B+b+-+c%7D%7B2%7D+)
Или (по теореме Пифагора):
![r = \dfrac{a + b - \sqrt{a^2 + b^2} }{2} r = \dfrac{a + b - \sqrt{a^2 + b^2} }{2}](https://tex.z-dn.net/?f=r+%3D++%5Cdfrac%7Ba+%2B+b+-++%5Csqrt%7Ba%5E2+%2B+b%5E2%7D+%7D%7B2%7D+)
Объединим две формулы с условием и получим:
![\dfrac{ \dfrac{ \sqrt{a^2 + b^2}} {2}} { \dfrac {a + b - \sqrt{a^2 + b^2}}{2} } = \sqrt{3} + 1 \\ \\ \\
\dfrac{ \sqrt{a^2 + b^2}}{a + b - \sqrt{a^2 + b^2}} = \sqrt{3} + 1 \\ \\
( \sqrt{3} + 1)(a + b) - \sqrt{3} \sqrt{a^2 + b^2} - \sqrt{a^2 + b^2} = \sqrt{a^2 + b^2} \\ \\
( \sqrt{3} + 1)(a + b) = (2 + \sqrt{3}) \sqrt{a^2 + b^2} \dfrac{ \dfrac{ \sqrt{a^2 + b^2}} {2}} { \dfrac {a + b - \sqrt{a^2 + b^2}}{2} } = \sqrt{3} + 1 \\ \\ \\
\dfrac{ \sqrt{a^2 + b^2}}{a + b - \sqrt{a^2 + b^2}} = \sqrt{3} + 1 \\ \\
( \sqrt{3} + 1)(a + b) - \sqrt{3} \sqrt{a^2 + b^2} - \sqrt{a^2 + b^2} = \sqrt{a^2 + b^2} \\ \\
( \sqrt{3} + 1)(a + b) = (2 + \sqrt{3}) \sqrt{a^2 + b^2}](https://tex.z-dn.net/?f=+%5Cdfrac%7B+%5Cdfrac%7B+%5Csqrt%7Ba%5E2+%2B+b%5E2%7D%7D+%7B2%7D%7D+%7B++%5Cdfrac+++%7Ba+%2B+b+-++%5Csqrt%7Ba%5E2+%2B+b%5E2%7D%7D%7B2%7D+%7D+%3D++%5Csqrt%7B3%7D+%2B+1+%5C%5C+%5C%5C+%5C%5C%0A+%5Cdfrac%7B+%5Csqrt%7Ba%5E2+%2B+b%5E2%7D%7D%7Ba+%2B+b+-++%5Csqrt%7Ba%5E2+%2B+b%5E2%7D%7D+%3D++%5Csqrt%7B3%7D+%2B+1+%5C%5C+%5C%5C+%0A%28+%5Csqrt%7B3%7D+%2B+1%29%28a+%2B+b%29+-++%5Csqrt%7B3%7D+%5Csqrt%7Ba%5E2+%2B+b%5E2%7D+-++%5Csqrt%7Ba%5E2+%2B+b%5E2%7D+%3D++%5Csqrt%7Ba%5E2+%2B+b%5E2%7D+%5C%5C+%5C%5C+%0A%28+%5Csqrt%7B3%7D+%2B+1%29%28a+%2B+b%29++%3D+%282+%2B++%5Csqrt%7B3%7D%29++%5Csqrt%7Ba%5E2+%2B+b%5E2%7D+)
Теперь возведём в квадрат:
![( \sqrt{3} + 1)(a + b) = (2 + \sqrt{3}) \sqrt{a^2 + b^2} \\ \\ (3 + 2 \sqrt{3} + 1)(a^2 + 2ab + b^2) = (4 + 4 \sqrt{3} + 3)(a^2 + b^2) \\ \\ (4 + 2 \sqrt{3} )(a^2 + 2ab + b^2) = (7 + 4 \sqrt{3})(a^2 + b^2) \\ \\ 4a^2 + 8ab + 4b^2 + 2 \sqrt{3} a^2 + 4 \sqrt{3} ab + 2 \sqrt{3}b^2 = 7a^2 + 7b^2 + 4 \sqrt{3}a^2 + \\ + 4 \sqrt{3}b^2 \\ \\ 3a^2 + 3b^2 + 2 \sqrt{3} a^2 + 2 \sqrt{3} b^2 - 8ab - 4 \sqrt{3} ab = 0
( \sqrt{3} + 1)(a + b) = (2 + \sqrt{3}) \sqrt{a^2 + b^2} \\ \\ (3 + 2 \sqrt{3} + 1)(a^2 + 2ab + b^2) = (4 + 4 \sqrt{3} + 3)(a^2 + b^2) \\ \\ (4 + 2 \sqrt{3} )(a^2 + 2ab + b^2) = (7 + 4 \sqrt{3})(a^2 + b^2) \\ \\ 4a^2 + 8ab + 4b^2 + 2 \sqrt{3} a^2 + 4 \sqrt{3} ab + 2 \sqrt{3}b^2 = 7a^2 + 7b^2 + 4 \sqrt{3}a^2 + \\ + 4 \sqrt{3}b^2 \\ \\ 3a^2 + 3b^2 + 2 \sqrt{3} a^2 + 2 \sqrt{3} b^2 - 8ab - 4 \sqrt{3} ab = 0](https://tex.z-dn.net/?f=%28+%5Csqrt%7B3%7D+%2B+1%29%28a+%2B+b%29+%3D+%282+%2B+%5Csqrt%7B3%7D%29+%5Csqrt%7Ba%5E2+%2B+b%5E2%7D+%5C%5C+%5C%5C+%283+%2B+2+%5Csqrt%7B3%7D+%2B+1%29%28a%5E2+%2B+2ab+%2B+b%5E2%29+%3D+%284+%2B+4+%5Csqrt%7B3%7D+%2B+3%29%28a%5E2+%2B+b%5E2%29+%5C%5C+%5C%5C+%284+%2B+2+%5Csqrt%7B3%7D+%29%28a%5E2+%2B+2ab+%2B+b%5E2%29+%3D+%287+%2B+4+%5Csqrt%7B3%7D%29%28a%5E2+%2B+b%5E2%29+%5C%5C+%5C%5C+4a%5E2+%2B+8ab+%2B+4b%5E2+%2B+2+%5Csqrt%7B3%7D+a%5E2+%2B+4+%5Csqrt%7B3%7D+ab+%2B+2+%5Csqrt%7B3%7Db%5E2+%3D+7a%5E2+%2B+7b%5E2+%2B+4+%5Csqrt%7B3%7Da%5E2+%2B+%5C%5C+%2B+4+%5Csqrt%7B3%7Db%5E2+%5C%5C+%5C%5C+3a%5E2+%2B+3b%5E2+%2B+2+%5Csqrt%7B3%7D+a%5E2+%2B+2+%5Csqrt%7B3%7D+b%5E2+-+8ab+-+4+%5Csqrt%7B3%7D+ab+%3D+0+%0A)
Сгруппируем:
![3a^2 + 3b^2 + 2 \sqrt{3} a^2 + 2 \sqrt{3} b^2 - 8ab - 4 \sqrt{3} ab = 0 \\ \\
(3 + 2 \sqrt{3})a^2 - ab(8 + 4 \sqrt{3}) + (2 \sqrt{3} + 3)b^2 = 0 3a^2 + 3b^2 + 2 \sqrt{3} a^2 + 2 \sqrt{3} b^2 - 8ab - 4 \sqrt{3} ab = 0 \\ \\
(3 + 2 \sqrt{3})a^2 - ab(8 + 4 \sqrt{3}) + (2 \sqrt{3} + 3)b^2 = 0](https://tex.z-dn.net/?f=3a%5E2+%2B+3b%5E2+%2B+2+%5Csqrt%7B3%7D+a%5E2+%2B+2+%5Csqrt%7B3%7D+b%5E2+-+8ab+-+4+%5Csqrt%7B3%7D+ab+%3D+0+%5C%5C+%5C%5C+%0A%283+%2B+2+%5Csqrt%7B3%7D%29a%5E2++-+ab%288+%2B+4+%5Csqrt%7B3%7D%29+%2B++%282+%5Csqrt%7B3%7D+%2B+3%29b%5E2++%3D+0+)
Разделим на b²:
![(3 + 2 \sqrt{3}) \dfrac{a^2}{b^2} - (8 + 4 \sqrt{3})\dfrac{a}{b} + (2 \sqrt{3} + 3) = 0 (3 + 2 \sqrt{3}) \dfrac{a^2}{b^2} - (8 + 4 \sqrt{3})\dfrac{a}{b} + (2 \sqrt{3} + 3) = 0](https://tex.z-dn.net/?f=%283+%2B+2+%5Csqrt%7B3%7D%29+%5Cdfrac%7Ba%5E2%7D%7Bb%5E2%7D++-+%288+%2B+4+%5Csqrt%7B3%7D%29%5Cdfrac%7Ba%7D%7Bb%7D+%2B+%282+%5Csqrt%7B3%7D+%2B+3%29+%3D+0)
Сделаем замену.
Пусть![t = \dfrac{a}{b} t = \dfrac{a}{b}](https://tex.z-dn.net/?f=t+%3D++%5Cdfrac%7Ba%7D%7Bb%7D+)
![(2 \sqrt{3} + 3) t^2 - (8 + 4 \sqrt{3})t + (2 \sqrt{3} + 3) = 0 \\ \\ D = (8 + 4 \sqrt{3})^2 - 4 \cdot (3 + 2 \sqrt{3})^2 = (8 + 4 \sqrt{3} - 6 - 4 \sqrt{3}) \cdot \\ \cdot (8 + 4 \sqrt{3} + 6 + 4 \sqrt{3})= 4(7+ 4 \sqrt{3}) \\ \\ t_1 = \dfrac{8 + 4 \sqrt{3} + \sqrt{4(7+ 4 \sqrt{3})} }{2(2 \sqrt{3} + 3)} = \dfrac{4 + 2 \sqrt{3} + \sqrt{7+ 4 \sqrt{3}} }{2 \sqrt{3} + 3} \\ \\ (2 \sqrt{3} + 3) t^2 - (8 + 4 \sqrt{3})t + (2 \sqrt{3} + 3) = 0 \\ \\ D = (8 + 4 \sqrt{3})^2 - 4 \cdot (3 + 2 \sqrt{3})^2 = (8 + 4 \sqrt{3} - 6 - 4 \sqrt{3}) \cdot \\ \cdot (8 + 4 \sqrt{3} + 6 + 4 \sqrt{3})= 4(7+ 4 \sqrt{3}) \\ \\ t_1 = \dfrac{8 + 4 \sqrt{3} + \sqrt{4(7+ 4 \sqrt{3})} }{2(2 \sqrt{3} + 3)} = \dfrac{4 + 2 \sqrt{3} + \sqrt{7+ 4 \sqrt{3}} }{2 \sqrt{3} + 3} \\ \\](https://tex.z-dn.net/?f=%282+%5Csqrt%7B3%7D+%2B+3%29+t%5E2+-+%288+%2B+4+%5Csqrt%7B3%7D%29t+%2B+%282+%5Csqrt%7B3%7D+%2B+3%29+%3D+0+%5C%5C+%5C%5C+D+%3D+%288+%2B+4+%5Csqrt%7B3%7D%29%5E2+-+4+%5Ccdot+%283+%2B+2+%5Csqrt%7B3%7D%29%5E2+%3D+%288+%2B+4+%5Csqrt%7B3%7D+-+6+-+4+%5Csqrt%7B3%7D%29+%5Ccdot+%5C%5C+%5Ccdot+%288+%2B+4+%5Csqrt%7B3%7D+%2B+6+%2B+4+%5Csqrt%7B3%7D%29%3D+4%287%2B+4+%5Csqrt%7B3%7D%29+%5C%5C+%5C%5C+t_1+%3D+%5Cdfrac%7B8+%2B+4+%5Csqrt%7B3%7D+%2B+%5Csqrt%7B4%287%2B+4+%5Csqrt%7B3%7D%29%7D+%7D%7B2%282+%5Csqrt%7B3%7D+%2B+3%29%7D+%3D+%5Cdfrac%7B4+%2B+2+%5Csqrt%7B3%7D+%2B+%5Csqrt%7B7%2B+4+%5Csqrt%7B3%7D%7D+%7D%7B2+%5Csqrt%7B3%7D+%2B+3%7D+%5C%5C+%5C%5C)
![t_2 = \dfrac{8 + 4 \sqrt{3} - \sqrt{4(7+ 4 \sqrt{3})} }{2(2 \sqrt{3} + 3)} = \dfrac{4 + 2 \sqrt{3} - \sqrt{7+ 4 \sqrt{3}} }{2 \sqrt{3} + 3} t_2 = \dfrac{8 + 4 \sqrt{3} - \sqrt{4(7+ 4 \sqrt{3})} }{2(2 \sqrt{3} + 3)} = \dfrac{4 + 2 \sqrt{3} - \sqrt{7+ 4 \sqrt{3}} }{2 \sqrt{3} + 3}](https://tex.z-dn.net/?f=t_2+%3D++%5Cdfrac%7B8+%2B+4+%5Csqrt%7B3%7D+-+%5Csqrt%7B4%287%2B+4+%5Csqrt%7B3%7D%29%7D++%7D%7B2%282+%5Csqrt%7B3%7D+%2B+3%29%7D+%3D++%5Cdfrac%7B4+%2B+2+%5Csqrt%7B3%7D+-++%5Csqrt%7B7%2B+4+%5Csqrt%7B3%7D%7D++%7D%7B2+%5Csqrt%7B3%7D+%2B+3%7D)
Обратная замена:
Отношения a/b есть тангенсы острых углов. Тогда острые углы равны арктангенсам данных углов:
![A = arctg\dfrac{4 + 2 \sqrt{3} + \sqrt{7+ 4 \sqrt{3}} }{2 \sqrt{3} + 3} = arctg \dfrac{4 + 2 \sqrt{3} + \sqrt{4+ 4 \sqrt{3} + 3} }{2 \sqrt{3} + 3 }= \\ \\ = arctg \dfrac{4 + 2 \sqrt{3} + \sqrt{(2 + \sqrt{3}})^2 }{2 \sqrt{3} + 3 } = arctg\dfrac{6 + 3 \sqrt{3} }{2 \sqrt{3} + 3} = \\ \\ = arctg \sqrt{3} \dfrac{2 \sqrt{3} + 3 }{2 \sqrt{3} + 3 } = arctg \sqrt{3} = 60^{\circ} \\ \\ B = 90^{\circ} - A = 30^{\circ} \\ \\ OTBET: 30^{\circ}; \ 60^{\circ} A = arctg\dfrac{4 + 2 \sqrt{3} + \sqrt{7+ 4 \sqrt{3}} }{2 \sqrt{3} + 3} = arctg \dfrac{4 + 2 \sqrt{3} + \sqrt{4+ 4 \sqrt{3} + 3} }{2 \sqrt{3} + 3 }= \\ \\ = arctg \dfrac{4 + 2 \sqrt{3} + \sqrt{(2 + \sqrt{3}})^2 }{2 \sqrt{3} + 3 } = arctg\dfrac{6 + 3 \sqrt{3} }{2 \sqrt{3} + 3} = \\ \\ = arctg \sqrt{3} \dfrac{2 \sqrt{3} + 3 }{2 \sqrt{3} + 3 } = arctg \sqrt{3} = 60^{\circ} \\ \\ B = 90^{\circ} - A = 30^{\circ} \\ \\ OTBET: 30^{\circ}; \ 60^{\circ}](https://tex.z-dn.net/?f=A+%3D+arctg%5Cdfrac%7B4+%2B+2+%5Csqrt%7B3%7D+%2B+%5Csqrt%7B7%2B+4+%5Csqrt%7B3%7D%7D+%7D%7B2+%5Csqrt%7B3%7D+%2B+3%7D+%3D+arctg+%5Cdfrac%7B4+%2B+2+%5Csqrt%7B3%7D+%2B+%5Csqrt%7B4%2B+4+%5Csqrt%7B3%7D+%2B+3%7D+%7D%7B2+%5Csqrt%7B3%7D+%2B+3+%7D%3D+%5C%5C+%5C%5C+%3D+arctg+%5Cdfrac%7B4+%2B+2+%5Csqrt%7B3%7D+%2B+%5Csqrt%7B%282+%2B+%5Csqrt%7B3%7D%7D%29%5E2+%7D%7B2+%5Csqrt%7B3%7D+%2B+3+%7D+%3D+arctg%5Cdfrac%7B6+%2B+3+%5Csqrt%7B3%7D+%7D%7B2+%5Csqrt%7B3%7D+%2B+3%7D+%3D+%5C%5C+%5C%5C+%3D+arctg+%5Csqrt%7B3%7D+%5Cdfrac%7B2+%5Csqrt%7B3%7D+%2B+3+%7D%7B2+%5Csqrt%7B3%7D+%2B+3+%7D+%3D+arctg+%5Csqrt%7B3%7D+%3D+60%5E%7B%5Ccirc%7D+%5C%5C+%5C%5C+B+%3D+90%5E%7B%5Ccirc%7D+-+A+%3D+30%5E%7B%5Ccirc%7D+%5C%5C+%5C%5C+OTBET%3A+30%5E%7B%5Ccirc%7D%3B+%5C+60%5E%7B%5Ccirc%7D)
В прямоугольном треугольнике гипотенуза является диаметром описанной окружности, т.е.
Или (по теореме Пифагора):
Радиус вписанной окружности связан со сторонами прямоугольного треугольника следующим соотношением:
Или (по теореме Пифагора):
Объединим две формулы с условием и получим:
Теперь возведём в квадрат:
Сгруппируем:
Разделим на b²:
Сделаем замену.
Пусть
Обратная замена:
Отношения a/b есть тангенсы острых углов. Тогда острые углы равны арктангенсам данных углов:
Dимасuk:
всё, упростил
Ответ дал:
3
Решение прицеплено в картинке
Приложения:
![](https://st.uroker.com/files/0ed/0edab9bc3a4584aaaf8e65662e1f29c1.png)
Вас заинтересует
3 месяца назад
3 месяца назад
11 месяцев назад
11 месяцев назад
1 год назад
7 лет назад