Если построить окружность по трем точкам К, М и С, то точка А неизбежно попадет на неё. В самом деле, предположив, что это не так, и рассматривая углы КАС и КА1С (А1 - точка пересечения АС с окружностью, проходящей через К, М, С), можно увидеть, что в треугольнике АА1К внешний угол равен внутреннему, поскольку
угол КА1С = 180 - угол КМС и угол КАС = 180 - угол КМС (это задано в условии).
Поэтому точка А может лежать только на построенной окружности. То есть вокруг АКМС можно описать окружность.
Если провести в четырехугольнике АКМС диагнонали АМ и КС, то
Угол ВКМ = угол КАМ + угол КМА = угол КСМ + КСА = угол ВСА (углы КАМ и КСМ - вписанные, опираются на дугу АК описанной окружности вокруг АКМС, то есть они равны, аналогично углы КМА и КСА вписанные, опираются на дугу КА, поэтому и они равны).
Теперь видно, что в треугольниках АВС и ВКМ угол В общий, а угол ВКМ = угол ВСА, то есть эти треугольники подобны.
При этому ВК (в тр-ке ВКМ) соответствует ВС (в тр-ке АВС), а ВМ соответствует АВ.
а) следует непосредственно из подобия треугольников АВС и ВКМ.
б) из условия следует, что площадь тр-ка ВКМ составляет 1/9 от площади тр-ка АВС. Поэтому соответственные стороны этих подобных треугольников отсносятся как 1/3. То есть АВ/ВМ = 3
Из центра окружности О проведём радиусы ОМ, ОК, ОN.(смотри рисунок). При этом ОК перпендикулярна СД. Треугольники МОС и СОК равны как прямоугольные с общей гипотенузой ОС и катетами ОМ и ОК равными R. Аналогично равны треугольники NОД и КОД. Следовательно против равных сторон у них лежат равные углы тогда ОС и ОД будут гипотенузами углов С и Д соответственно. Углы ОСД и КОД равны. Поскольку угол ВСД=180-угол АДС, тогда угол ОСД=(180-угол АДС)/2=90-(угол АДС)/2=90-угол КДО. А это и есть угол КОД. Далее смотри рисунок.В конце проверено свойство трапеции в которую вписана окружность. Что подтверждает правильность решения. Кстати угол СОД для подобной трапеции всегда будет равен 90 при любых R. Поскольку угол МОN=180 и состоит из четырёх попарно равных углов. То есть угол МОС+уголNОД=уголСОК+уголКОД=90. Тогда можно СД найти по теореме Пифагора ОСквадрат+ОДквадрат=9+81=90. Отсюда СД=корень из90=3 корня из 10 или 30/(корень из 10).
Если построить окружность по трем точкам К, М и С, то точка А неизбежно попадет на неё. В самом деле, предположив, что это не так, и рассматривая углы КАС и КА1С (А1 - точка пересечения АС с окружностью, проходящей через К, М, С), можно увидеть, что в треугольнике АА1К внешний угол равен внутреннему, поскольку
угол КА1С = 180 - угол КМС и угол КАС = 180 - угол КМС (это задано в условии).
Поэтому точка А может лежать только на построенной окружности. То есть вокруг АКМС можно описать окружность.
Если провести в четырехугольнике АКМС диагнонали АМ и КС, то
Угол ВКМ = угол КАМ + угол КМА = угол КСМ + КСА = угол ВСА (углы КАМ и КСМ - вписанные, опираются на дугу АК описанной окружности вокруг АКМС, то есть они равны, аналогично углы КМА и КСА вписанные, опираются на дугу КА, поэтому и они равны).
Теперь видно, что в треугольниках АВС и ВКМ угол В общий, а угол ВКМ = угол ВСА, то есть эти треугольники подобны.
При этому ВК (в тр-ке ВКМ) соответствует ВС (в тр-ке АВС), а ВМ соответствует АВ.
а) следует непосредственно из подобия треугольников АВС и ВКМ.
б) из условия следует, что площадь тр-ка ВКМ составляет 1/9 от площади тр-ка АВС. Поэтому соответственные стороны этих подобных треугольников отсносятся как 1/3. То есть АВ/ВМ = 3
Из центра окружности О проведём радиусы ОМ, ОК, ОN.(смотри рисунок). При этом ОК перпендикулярна СД. Треугольники МОС и СОК равны как прямоугольные с общей гипотенузой ОС и катетами ОМ и ОК равными R. Аналогично равны треугольники NОД и КОД. Следовательно против равных сторон у них лежат равные углы тогда ОС и ОД будут гипотенузами углов С и Д соответственно. Углы ОСД и КОД равны. Поскольку угол ВСД=180-угол АДС, тогда угол ОСД=(180-угол АДС)/2=90-(угол АДС)/2=90-угол КДО. А это и есть угол КОД. Далее смотри рисунок.В конце проверено свойство трапеции в которую вписана окружность. Что подтверждает правильность решения. Кстати угол СОД для подобной трапеции всегда будет равен 90 при любых R. Поскольку угол МОN=180 и состоит из четырёх попарно равных углов. То есть угол МОС+уголNОД=уголСОК+уголКОД=90. Тогда можно СД найти по теореме Пифагора ОСквадрат+ОДквадрат=9+81=90. Отсюда СД=корень из90=3 корня из 10 или 30/(корень из 10).