LIGA ZADANIOWA UMK W TORUNIU 2008/2009
ZADANIA PRZYGOTOWAWCZE DO ETAPU III
DLA KLAS II GIMNAZJUM

Zadanie 15

W trójkącie prostokątnym ABC, w którym |kątACB| = 90', poprowadzono wysokość CD. Niech r będzie promieniem okręgu wpisanego w trójkąt ABC, zaś r 1 - promieniem okręgu wpisanego w trójkąt ADC, r 2 - promieniem okręgu wpisanego w trójkąt BCD. Udowodnić, że r + r 1 + r 2 = |CD|.

Rozwiązanie:

Wykorzystamy kilka razy twierdzenie (o odcinkach stycznych):
Odcinki dwóch stycznych poprowadzonych do okręgu z danego punktu zewnętrznego P, wyznaczone przez ten punkt i odpowiednie punkty styczności A i B są równej długości
(patrz. rys. |PA|=|PB|)



Onaczmy:

a =|BC|, b=|AC| - długości przyprostokątnych

r - promień okręgu wpisanego w trójkąt ABC

r 1 - promień okręgu wpisanego w trójkąt ADC

r 2 - promień okręgu wpisanego w trójkąt BCD

h - wysokość trójkąta czyli odcinek |CD|

x = a-r

y = b-r

Odcinki od wierzchołków to punktów styczności z okręgiem o promieniu r są równej długości i zaznaczone są tymi samymi kolorami

c = y + x

c = (b-r) + (a-r)

c = a + b - 2r

2r = a + b - c

Oznacza to, że:

W trójkącie prostokątnym dwa promienie okręgu wpisanego równają się sumie przyprostokątneych minus przeciwprostokątna

Tę własność możemy zastosować nie tylko do trójkąta ABC ake także do trójkątów ADC i BCD,

czyli

2r = a + b - c

2r1 = h + |AD| - b

2r2 = h + |BD| - a

Stąd wynika, że:

2r + 2r 1 + 2r 2 = (a + b - c) + (h + |AD| - b) + (h + |BD| - a)
2r + 2r 1 + 2r 2 = 2h + |AD| + |BD| - c

Ale |AD| + |BD = c, więc

2r + 2r 1 + 2r 2 = 2h / :2
r + r 1 + r 2 = h

KONIEC DOWODU

Autor: Alicja Luboń 2a