Естественные науки

В координатной системе хОу заданы точки А(1; 0) и В(0; 1), а также проведён с начала координат в 1-м квадранте луч, ...

... наклоненный к оси х под углом 60о. На этом луче выберите точку М так, чтобы отрезок ОМ был биссектрисой угла АМВ.
Мой ответ: М((1+√3)/4; (3+√3)/4).
Важно не само решение (выкладки у меня получились в общем-то утомительными), а описание его последовательности.
Проведя перпендикуляры АК и ВР к лучу ОМ, нетрудно убедиться, что линейные размеры треугольника АКМ в корень из трёх раз больше, чем треугольника ВМР, КР=(√3-1)/2, а РМ=1/2, откуда ОМ=(1+√3)/2.
Далее понятно.
Элина Николаева
Элина Николаева
38 790
Лучший ответ
Холмахмад Одинаев Разберусь внимательнее. Если всё ОК, то этот подход претендует, кажется, на оптимальность.
Элина Николаева Ну дык, воюем же...
Холмахмад Одинаев Как понял, Вы часто находитесь не в домашней обстановке. Берегите себя. Успехов!
Ольга Пономарева Если обобщить, то вроде бы получится так:
AK = sin α, BP = cos α, KM:PM = AK:BK = tg α => KM = PM tg α
OP = sin α, OK = cos α, KP = sin α - cos α
KP + PM = KM => sin α - cos α + PM = PM tg α
sin α - cos α = PM(tg α - 1) = PM(sin α - cos α) / cos α
У нас α ≠ 45°, значит, можно сократить, и PM - это просто cos α
Откуда OM = OP + PM = sin α + cos α.
Остаётся выразить координаты OM и подставить нужный α.
Решение в случае α = 45° тривиально.
Вроде задачка напрашивается на векторы:
AM= {x - 1; √3 x}
BM = {x; √3 x - 1}
OM = {x; √3 x}
Задачка сводится к нахождению x, при котором угол между AM, OM равен углу между BM, OM.
Холмахмад Одинаев Векторы - моё слабое место
Олег Хаидбаев Почему- то ответить в вопросе
Олег Хаидбаев Не получается
Холмахмад Одинаев Пр.см.дополн.
Решение через векторы и их скалярное произведение - самое напрашивающееся, но там получаются сложные выкладки, и главное - уравнение высшей степени, которое трудоёмко решить.
Я нашёл такой способ, к тому же в более общем виде, с почти произвольным углом α и с данными точками: А(1; 0), B(0; 1). Причём сначала решал общим координатным методом, затем упростил решение.

Сначала рассмотрим треугольники OBM и OAM (cм. рис.) и воспользуемся в них теоремой синусов: OB : sin∠OMB = OM : sin ∠ OBM и OA : sin ∠ OMA = OM : sin OAM.
В нашем случае OA = OB = 1, ∠OMB = ∠ OMA = β, т.к. OM - биссектриса AMB.
Отсюда 1 : sin β = OM : sin ∠ OBM и 1 : sin β = OM : sin ∠ OAM, откуда sin ∠ OBM = sin OAM. Из равенства синусов углов следует, что сами углы либо равны, либо дополняют друг друга до 180°. Если они равны, то в этих треугольниках равны по два угла, следовательно, и третьи углы равны, т.е. α = 90° - α, что возможно только при α = 45°, а это - не наш случай (его мы разберём потом отдельно). Если же углы дополняют друг друга до 180°, то в четырёхугольнике OAMB два других угла тоже дополняют друг друга до 180°, причём один из них - это угол AOB - прямой. Значит, угол AMB тоже прямой.

Далее можно найти координаты точки M через скалярное произведение векторов, а можно вновь воспользоваться теоремой синусов, скажем, в треугольнике OAM, уже записанной ранее: 1 : sin β = OM : sin ∠ OAM. Отсюда OM = sin ∠ OAM / sin β
В данном случае sin β = sin 45° = (1/√2), sin ∠ OAM = sin (180° - (45° + α)) = sin (45° + α) = (1/√2)cos α + (1/√2)sin α.
Отсюда OM = ((1/√2)cos α + (1/√2)sin α) / (1/√2) = cos α + sin α.

Отсюда координаты точки M равны:
x(M) = OMcos α = (cos α + sin α)cos α = cos²α + sin α cos α
y(M) = OMsin α = (cos α + sin α)sin α = sin²α + sin α cos α.

Подставляя сюда α = 60°, получаем

x(M) = (1/4 + √3/4) = (1 + √3)/4;
y(M) = (3/4 + √3//4) = (3 + √3)/4

Всё верно.

Альтернативное решение предполагает переход в новую систему координат поворотом старой на угол α. Там также всё сходится.

В частном случае при α = 45°, как легко убедится, абсолютно любая точка на луче OM удовлетворяет требованию.

Возможно, есть ещё более простое решение.
Холмахмад Одинаев Векторы - моё слабое место. "... угол AMB тоже прямой". Замечательный вывод. Об этом я не думал. Просто посмотрел на эскиз, выполненный на клетчатой бумаге и убедился в этом.
Что касается трудоёмкости выкладок, она у нас почти одинаковая.
Холмахмад Одинаев Пр.см.дополн.

Похожие вопросы