В задании 16 эта подтема — про сами «линии» окружности: радиус, хорду, касательную и секущую, и про то, как они друг с другом связаны. В отличие от задач на углы, здесь чертёж почти всегда прячет прямой угол или равнобедренный треугольник из двух радиусов — узнал его, дорисовал недостающий отрезок, и дальше всё считается по теореме Пифагора или сумме углов.
Разберёмся, что это за линии и какие три-четыре свойства вытягивают почти любую задачу этого подвида.
Касательная и радиус
Главное свойство всей темы. Провёл радиус в точку касания — получил прямой угол, а вместе с ним прямоугольный треугольник.
Хорда и радиус
Радиус, проведённый в середину хорды, «складывает» её пополам и делает прямой угол — это второй рабочий инструмент темы.
Алгоритм решения
Типовые ловушки
Примеры решения задач
Задачи ниже — из банка. Все три держатся на радиусе: как расстоянии до точки касания, как половине диаметра и как радиусе описанной окружности.
Пример 1. Радиус вписанной окружности
Диагональ AC ромба ABCD равна 24, а tg∠BCA=0,75. Найдите радиус окружности, вписанной в ромб.
Разбираем диагонали
Диагонали ромба взаимно перпендикулярны и делятся точкой пересечения O пополам. Значит OC=2AC=224=12, а треугольник BOC — прямоугольный с прямым углом при O.
Находим сторону
По определению тангенса в треугольнике BOC:
tg∠BCA=OCOB⇒OB=12⋅0,75=9.
Сторона ромба по теореме Пифагора:
BC=OB2+OC2=92+122=225=15.
Считаем радиус
Центр вписанной окружности — точка O, а радиус r равен расстоянию от O до стороны BC (высоте прямоугольного треугольника BOC к гипотенузе):
r=BCOB⋅OC=159⋅12=7,2.
Ответ
Ответ: 7,2.
Пример 2. Хорда, проходящая через центр
Центр окружности, описанной около треугольника ABC, лежит на стороне AB. Найдите угол ABC, если угол BAC равен 33∘. Ответ дайте в градусах.
Хорда через центр — это диаметр
Центр описанной окружности лежит на стороне AB, значит хорда AB проходит через центр, то есть AB — диаметр.
Прямой угол на диаметр
Угол ACB — вписанный, он опирается на диаметр AB, поэтому он прямой:
∠ACB=90∘.
Считаем по сумме углов
∠ABC=180∘−∠ACB−∠BAC=180∘−90∘−33∘=57∘.
Ответ
Ответ: 57.
Пример 3. Радиус описанной окружности
Радиус окружности, описанной около равностороннего треугольника, равен 103. Найдите длину стороны этого треугольника.
Связываем сторону и радиус
Все углы равностороннего треугольника равны 60∘. По теореме синусов для треугольника, вписанного в окружность радиуса R:
sin60∘a=2R⇒a=2Rsin60∘=2R⋅23=R3.
Подставляем радиус
a=103⋅3=10⋅3=30.
Ответ
Ответ: 30.
Что запомнить
Радиус в точку касания ⊥ касательной; две касательные из одной точки равны. В справочном листе этого нет — учи наизусть.
Два радиуса всегда дают равнобедренный треугольник (OA=OB=R).
Радиус ⊥ хорде делит её пополам: полухорда, расстояние до центра и радиус — прямоугольный треугольник, добиваешь теоремой Пифагора.
Цель — довести узнавание до автоматизма: увидел касательную — сразу проводи радиус в точку касания и ищи прямой угол; увидел хорду — опусти на неё перпендикуляр из центра. Тогда задание 16 будет приносить стабильный балл за минуту.