Повні розв’язки, як у зошиті. Хочеш розібратися самостійно — під кожним завданням є «Пояснення з репетитором».
§ 5. Квадрат і його властивості
Завдання 5.22
EFGH — прямокутник
ABCD — квадрат, E на AB, F на AD, G на CD, H на BC, AE = AF = CG = CH. Доведіть, що EFGH — прямокутник.
Розв’язання
△AEF і △CGH рівнобедрені прямокутні: їх гострі кути по 45°.
EB = AB − AE = BC − CH = BH і FD = DG, тож △EBH і △FDG теж рівнобедрені прямокутні з кутами 45°.
∠FEH = 180° − 45° − 45° = 90°; так само всі інші кути EFGH прямі.
Отже, EFGH — прямокутник.
Завдання 5.23
ABOC — квадрат
З точки A до кола з центром O проведено дві перпендикулярні дотичні AB і AC (B, C — точки дотику). Доведіть, що ABOC — квадрат.
Розв’язання
∠A = 90° (за умовою), ∠B = ∠C = 90° (радіус ⟂ дотичній). Чотирикутник з трьома прямими кутами — прямокутник.
OB = OC — радіуси, тобто сусідні сторони рівні.
Прямокутник з рівними сусідніми сторонами — квадрат.
Завдання 5.24
Квадрат зі спільним прямим кутом
У рівнобедрений прямокутний △ABC (∠C = 90°) вписано квадрат CMNK зі спільним прямим кутом, N на AB. Катет b см. Знайдіть периметр квадрата.
Розв’язання
Нехай сторона квадрата s, M на CB. Трикутник MBN прямокутний з кутом B = 45°, тож MB = MN = s.
CB = CM + MB = 2s = b, s = b/2.
P = 4s = 2b см.
Завдання 5.25
Квадрат на гіпотенузі
У рівнобедрений прямокутний △ABC (∠C = 90°) вписано квадрат KMNL: K і M на гіпотенузі, L і N на катетах. Периметр квадрата 12 см. Знайдіть гіпотенузу.
Розв’язання
Сторона квадрата 3 см.
△AKL: ∠A = 45°, ∠K = 90°, тож AK = KL = 3; так само MB = MN = 3.
AB = 3 + 3 + 3 = 9 см.
Завдання 5.26
Рівносторонні трикутники на сторонах квадрата
На сторонах квадрата зовні побудовано рівносторонні трикутники. Доведіть, що їхні вільні вершини утворюють квадрат.
Розв’язання
Нехай ABK, BCL, CDM, DAN — рівносторонні трикутники зі стороною a. ∠KBL = 360° − 90° − 60° − 60° = 150°.
△KBL, △LCM, △MDN, △NAK рівні (дві сторони a і кут 150°), тож KL = LM = MN = NK.
Кути при основі цих трикутників: (180° − 150°) : 2 = 15°.
∠NKL = 15° + 60° + 15° = 90°. Ромб KLMN з прямим кутом — квадрат.
Завдання 5.27
Ромб: діагональ під 30°
Діагональ ромба утворює зі стороною кут 30°. Знайдіть кути ромба.
Розв’язання
Кут ромба 60°, сусідній 120°.
Відповідь: 60°, 120°, 60°, 120°.
Завдання 5.28
Кути 1 : 3 : 4 : 10
∠A : ∠B : ∠C : ∠D = 1 : 3 : 4 : 10. Знайдіть кути. Опуклий чи неопуклий чотирикутник?
Розв’язання
x = 360° : 18 = 20°.
Кути: 20°, 60°, 80°, 200°.
200° > 180° — чотирикутник неопуклий.
Відповідь: 20°, 60°, 80°, 200°; неопуклий.
Завдання 5.29
Бісектриса прямокутника: 3 : 5
Бісектриса кута B прямокутника ABCD ділить AD на AK : KD = 3 : 5. Периметр 110 см. Знайдіть сторони.
Розв’язання
2(3x + 8x) = 110, x = 5.
AB = 15 см, AD = 40 см.
Відповідь: 15 см і 40 см.
Завдання 5.30
Чотирикутник з однією парою паралельних сторін
1) Накресліть чотирикутник з двома паралельними й двома непаралельними сторонами. 2) Яка найбільша кількість гострих кутів у ньому?
Розв’язання
1) Це трапеція: основи паралельні, бічні сторони — ні.
2) При кожній бічній стороні сума кутів 180°, тож гострий не більше одного. Отже, максимум 2 гострих кути (обидва при більшій основі).
Відповідь: 2) два гострих кути.
Завдання 5.31
Санітарні норми освітлення
Клас 12 м завдовжки, ширина — 35 % довжини, три вікна 2 м × 1,7 м. Чи виконано норму «площа вікон : площа підлоги ≥ 0,2»?
Розв’язання
Підлога: 12⋅4,2=50,4 м².
Вікна: 3⋅2⋅1,7=10,2 м².
10,2:50,4≈0,202⩾0,2 — норму дотримано (ледь-ледь).
Відповідь: Так, відношення ≈ 0,202.
Завдання 5.32
Коли стрілки знову збіжаться
О 12:00 годинна і хвилинна стрілки збігаються. Через яку найменшу кількість хвилин вони збіжуться знову?
Розв’язання
Швидкість зближення: 6−0,5=5,5∘ за хвилину.
360:5,5=11720=65115 хв.
Відповідь: 65 5/11 хв (≈ 1 год 5 хв 27 с).