Естественные науки

Геометрическая задача на утреннюю разминку.

В треугольнике АВС, в котором АВ больше ВС, проведена медиана ВМ. Докажите, что уг. ВМС острый.
ЛП
Леша Побирей
97 258
Один из вариантов доказательства:
Продолжим меньшую сторону ВС до длины АВ (точка D), а на большей (АВ), от точки В отложим длину стороны ВС (точка Е). Таким образом у нас получится два равнобедренных (подобных) треугольника с общей вершиной В (треугольники ABD и EBC), причем AD параллельно ЕС и четырехугольник AECD является равнобедренной трапецией. АС является в ней диагональю. Проведем в трапеции вторую диагональ ED. Теперь легко доказать, что точка пересечения диагоналей (О) равнобедренной трапеции лежит ближе к меньшему основанию, чем их середины (совпадает с серединой только в случае слияния оснований). Проведем из угла В прямую через точку пересечения О. Она будет высотой в равнобедренных треугольниках и трапеции. Отсюда легко доказать, что угол ВОМ тупой, а, следовательно, угол ВМС - острый.
Доказательство верно для любого угла В (меньше 180 градусов).
Совпадает ли этот вариант с одним из ваших? Я думаю, что вариантов доказательств можно придумать больше 3-х. Зависит от дополнительных построений и промежуточных лемм.
ДА
Динара Абишева
5 984
Лучший ответ
Леша Побирей Замысловато, должен сказать. Сначала уточню вашу мысль из середины: "Теперь легко доказать, что точка пересечения диагоналей (О) равнобедренной трапеции лежит ближе к меньшему основанию, чем БОЛЬШЕМУ". Согласны? К концу пишете: "Отсюда легко доказать, что угол ВОМ тупой, а, следовательно, угол ВМС - острый". Может быть, легко. Но не привели это лёгкое доказательство. Таким образом отличие вашего решения от решения Марата лишь в том, "виртуальный рисунок" у вас полный, у Марата - нет.
Нет, мои варианты не совпадают ни с вашей схемой, ни схемой Марата. Подожду малость, потом приведу в дополнениях. И сообщу вам.
Леша Побирей Возможно, в первом случае вы хотели сказать: "Теперь легко доказать, что ближе к меньшему основанию лежит точка пересечения диагоналей (О) равнобедренной трапеции, чем точка М". Не так ли?
Динара Абишева Спасибо за ЛО, хотя этот ответ не лучший. Просто один из способов, который пришел на ум. Про тригонометрию и более высокие материи, как-то сразу не подумалось. Это примерно как выразить объем пирамиды через тройной интеграл.
Мне лучшим ответом кажется ответ Николая Чайковского. Минимум дополнительных построений, простейшие "пифагоровы штаны" и простейшая система из двух уравнений.
Мне нравится формула MB*MC*cos (угл BMC) = (AB^2 - BC^2) / 4, откуда угол BMC - острый, можете считать эту формулу следствием теоремы косинусов.
Леша Побирей Это совпадает с одним из моих доказательств, кстати, самым простым.
опускаем перпендикуляр ВК на прямую АС. Имеем:
KC^2=BC^2-BK^2
AK^2=AB^2-BK^2, Так как
AB>BC, то AK>KC, из чего следует, что АМ меньше AK ---->угол АМВ больше 90o, а угол ВМС - острый
Ольга Терентьева Перпендикуляр на прямую АС, наверное?
Леша Побирей Это почти совпадает с моим другим вариантом док-ва; только у меня было: AK= ABcos(angA), KC= BCcos(angC). AB > BC, cos(angA) > cos(angC). Значит...
опустим из вершины С перпендикуляр CN на медиану ВМ. в прямоугольном треугольнике CNM угол NMC равный углу ВМС меньше 90 градусов, т. е. острый. чтд.
Леша Побирей При дотошном подходе будто ещё "доказывают", что точка N не совпадает с точкой М; но не знаю, есть ли необходимость в этой "воде" или нет.
Евгений Ефремов Извините, Марат, при всем к Вам уважении, я согласен со Стасом