№24 — геометрическая задача на доказательство. Числового ответа нет: нужно строго,
со ссылками на теоремы и признаки, обосновать утверждение. За полное доказательство —
2 балла.
Как оформлять. Запишите «Дано» и «Доказать», сделайте чертёж,
затем — цепочку рассуждений: каждый шаг сопровождайте ссылкой на теорему или признак
(«по признаку равенства треугольников», «как накрест лежащие углы» и т. п.).
В №24 доказательство строят по одному из трёх типов фигур. Разберём
по примеру на каждый: треугольник, четырёхугольник (параллелограмм) и окружность.
Памятка
Чем чаще всего доказывают
Признаки равенства треугольников (по двум сторонам и углу между ними; по стороне и
двум углам; по трём сторонам) — самый частый инструмент.
Признаки подобия треугольников и свойства параллельных прямых (накрест лежащие,
соответственные углы).
Свойства фигур: равнобедренный треугольник, параллелограмм, а у окружности —
радиус в точку касания перпендикулярен касательной, вписанные углы.
Пример 1 · Треугольники
Медианы к боковым сторонам равны
В равнобедренном треугольнике $ABC$ ($AB=AC$) проведены медианы $BM$ и $CN$
к боковым сторонам. Докажите, что $BM=CN$.
Диагональ $AC$ — общая сторона обоих треугольников.
$AB\parallel CD$ (противоположные стороны параллелограмма), $AC$ — секущая, поэтому
$\angle BAC=\angle DCA$ как накрест лежащие углы.
$BC\parallel AD$ (противоположные стороны), $AC$ — секущая, поэтому
$\angle BCA=\angle DAC$ как накрест лежащие углы.
В треугольниках $ABC$ и $CDA$ сторона $AC$ общая и прилежащие к ней углы попарно равны,
значит $\triangle ABC=\triangle CDA$ по стороне и двум прилежащим углам
(второй признак равенства треугольников). Что и требовалось доказать.
Отсюда следует и известное свойство: у параллелограмма противоположные
стороны равны ($AB=CD$, $BC=AD$).
Пример 3 · Окружности
Две касательные из одной точки равны
Из точки $P$ вне окружности с центром $O$ проведены две касательные, касающиеся
окружности в точках $A$ и $B$. Докажите, что $PA=PB$.
Дано:$PA$ и $PB$ — касательные, $A$ и $B$ — точки касания.Доказать:$PA=PB$.
Доказательство.
Проведём радиусы $OA$ и $OB$ в точки касания. Радиус, проведённый в точку касания,
перпендикулярен касательной, поэтому $\angle OAP=\angle OBP=90^\circ$.
Значит, треугольники $OAP$ и $OBP$ — прямоугольные.
В них гипотенуза $OP$ — общая, а катеты $OA=OB$ как радиусы одной окружности.
Прямоугольные треугольники равны по катету и гипотенузе: $\triangle OAP=\triangle OBP$.
У равных треугольников соответственные катеты равны, поэтому $PA=PB$.
Что и требовалось доказать.
Опора доказательства — свойство «радиус в точку касания перпендикулярен
касательной» и признак равенства прямоугольных треугольников.
На что обратить внимание
Частые ошибки
Пишут «очевидно» вместо ссылки на признак — без обоснования балл не ставят.
Неверно подбирают соответствующие треугольники или путают порядок вершин.
Используют то, что ещё нужно доказать (рассуждение «по кругу»).
Не отмечают на чертеже равные элементы — рассуждение становится непонятным.