Гордин Р.К. Геометрия. Планиметрия. 7-9 классы

Подождите немного. Документ загружается.

Р. К. Гордин

ГЕОМЕТРИЯ

Планиметрия

7–9 классы

Учебное пособие

3-е издание, исправленное

Москва

Издательство МЦНМО

2 0 0 6

УДК 373.167.1:514

ББК 22.151я721

Г68

Гордин Р. К.

Г68 Гео метрия. Планиметрия. 7–9 классы. — 3-е изд., испр. —

М.: МЦ НМО, 2006. — 416 с.: ил.

ISBN 5-94057-157 -3

Книга содержит задачи различной сложности по основным темам

школьного курса планиметрии (7–9 классы).

По каждой теме приводятся основные теоретические факты, клю-

чевые задачи, подробные решения наиболее важных задач, задачи на

отработку учебных навыков, для углубленного изучения геометрии и

олимпиадные задачи. К большинству задач даются ответы, решения или

указания.

Книга является дополнительным пособием к действующим учебни-

кам по геометрии и может использоваться как в общеобразовательных,

так и в физико-математических школах, а также для подготовки к всту-

пительным экзаменам в вузы.

Предыдущее издание книги вышло в 2004 году.

ББК 22.151я721

Учебное издание

Гордин Рафаил Калманович

ГЕОМЕТРИЯ. ПЛАНИМЕТРИЯ. 7–9 КЛАССЫ

Подписано в печать 09.10.2006 г. Формат 60 × 90

. Бумага офсетная.

Печать офсетная. Печ. л. 26. Тираж 3000 экз. Заказ №

Издательство Московского центра непрерывного математического образования

119002, Москва, Большой Власьевский пер., 11. Тел. 241-74-83.

Отпечатано в полном соответствии с качеством предоставленных диапозитивов

в ОАО «Дом печати — ВЯТКА», 610033, г. Киров, ул. Московская, 122.

ISBN 5-94057-157-3

 МЦНМО , 2006

 Гордин Р. К., 2006

Предисловие

Настоящий сборник задач по геометрии является дополни-

тельным материалом к действующим школьным учебникам.

Всего в сборнике более 1250 задач, которые распределены по

трем уровням сложности. Задачи каждого уровня не требуют

знаний, выходящих за рамки школьной программы. В то же

время, если для решения задач первого уровня достаточно доб-

ротного знания материала учебника, то задачи второго и тем

более третьего уровня подразумевают повышенный интерес к

геометрии и более глубокое владение умениями и навыками,

полученными на уроках. Задачи второго уровня рассчитаны

на наиболее сильных учеников обычного класса и на учеников

классов с углубленным изучением математики. Задачи третьего

уровня довольно трудны. Большинство из них в разное вре-

мя предлагалось на различных математических олимпиадах.

Есть среди них и известные, ставшие классическими, задачи

элементарной геометрии, а также наиболее красивые задачи

вступительных экзаменов в вузы.

В начале каждого параграфа приведены основные факты,

необходимые для решения содержащихся в нем задач. Приво-

дятся также примеры типичных задач с решениями.

Ко всем задачам на вычисление даются ответы. К наиболее

важным с точки зрения составителя задачам (не обязательно

наиболее трудным) приводятся решения или у казания.

Ключевые задачи отмечены «ноликом» (например, 1.13

Как правило, утверждения, содержащ иеся в таких задачах, яв-

ляются основой для решения целых циклов содержательных

задач ш кольной геометрии.

При подборе задач использована компьютерная информа-

ционно-поисковая система «Задачи» (http://zadachi.mccme.ru),

4 Предисловие

созданная под руководством И. Ф. Шарыгина в Московском цен-

тре непрерывного математического образования.

Книга адресована школьникам, желающим самостоятельно

научиться решать задачи по геометрии. Кроме того, она может

быть эффективно использована учителем для работы на уроках

и на занятиях математического кружка, а также для подготовки

к вступительным экзаменам в вузы.

Задачи сборника в течение многих лет использовались на

уроках геометрии в московской школе № 57.

Выражаю искреннюю благодарность Л. Д. Альтшулеру,

А. Бу фетову, Б. П. Гейдману, А. А. Суханову, И. Ф. Шарыги-

ну, А. Шеню, оказавшим мне большую помощь советами и

замечаниями при подготовке сборника к публикации.

Р. К. Гордин

Раздел первый

7 класс

§ 1.1. Измерение отрезков и углов

Из трех точек на прямой одна и только одна лежит между

двумя другими.

Каждый отрезок имеет определенную длину, б´ольшую нуля.

Длина отрезка равна сумме длин частей, на которые он разби-

вается любой его точкой.

На любом луче от его начальной точки можно отложить от-

резок заданной длины, притом только один.

Каждый угол имеет определенную градусную меру, б´оль-

шую нуля. Развернутый угол равен 180

◦

. Градусная мера у гла

равна сумме градусных мер углов, на которые он разбивается

любым лу чом, проходящим между его сторонами.

От любого луча в заданную полуплоскость можно отложить

угол с заданной градусной мерой, меньшей 180

◦

, притом толь-

ко один.

Пример 1. Точки M , A и B расположены на одной прямой,

причем отрезок AM вдвое больше отрезка BM. Найдите AM,

если AB = 6.

Решение. Из трех точек на прямой одна и только одна

лежит между двумя другими. Если точка M лежит между точ-

ками A и B (рис. 1, а), то AM =

AB = 4. Если точка B лежит

а)

A BM

б )

A B M

Рис. 1

6 7 класс

между точками A и M (рис. 1, б ), то B — середина AM, поэто-

му AM = 2AB = 12. Точка A не может лежать между точками

B и M, так как в этом случае отрезок AM меньше отрезка BM.

Пример 2. Точка C — середина отрезка AB. На отрезках AC

и BC взяты соответственно точки M и N , причем AM : MC =

= CN : NB. Докажите, что отрезок MN равен половине отрез-

ка AB.

Решение. Из равенства AM : MC = CN : NB следует

равенство AM : AC = CN : CB. Обозначим AM : AC =

= CN : CB = k, AC = CB = a (рис. 2). Тогда AM = kAC = ka,

MC = AC − AM = a − ka, CN = kCB = ka. Следовательно,

MN = MC + CN = a − ka + ka = a =

AB.

A BCM N

Рис. 2

Пример 3. Один из углов, образованных пересекающимися

прямыми a и b, равен 15

◦

. Прямая a

симметрична прямой a

относительно прямой b, а прямая b

симметрична прямой b от-

носительно a. Найдите углы, образованные прямыми a

и b

Решение. Возьмем на прямых a и b, пересекающихся в

Рис. 3

точке O, соответственно точки A и B, отличные от O (рис. 3).

Пусть ∠AOB = 15

◦

. Точка A

, симметричная точке A от-

носительно прямой b, лежит на

прямой a

, причем ∠A

OB =

= ∠AOB = 15

◦

. Точка B

, сим-

метричная точке B относительно

прямой a, лежит на прямой b

причем ∠B

OA = ∠BOA = 15

◦

Так как луч OB лежит между

лучами OA

и OA, а луч OA —

между OB и OB

, то ∠A

= ∠A

OB + ∠AOB + ∠AOB

= 15

◦

+ 15

◦

+ 15

◦

= 45

◦

. Следовательно, при пересечении

прямых a

и b

образуются углы, равные 45

◦

, 45

◦

, 135

◦

, 135

◦

§ 1.1. Измерение отрезков и углов 7

Задачи первого уровня

1.1. На прямой последовательно откладываются точки A, B,

C и D, причем AB = BC = CD = 6. Найдите расстояние между

серединами отрезков AB и CD.

1.2. На прямой последовательно откладываются точки A, B,

C, D, E и F , причем AB = BC = CD = DE = EF . Найдите

отношения AD : DF , AC : AF , BD : CF .

1.3. Точка M — середина отрезка AB, а точка N — сере-

дина отрезка MB. Найдите отношения AM : M N, BN : AM

и MN : AB.

1.4. Точка K отрезка AB, равного 12, расположена на 5 бли-

же к A, чем к B. Найдите AK и BK.

1.5. Точка M расположена на отрезке AN, а точка N — на

отрезке BM . Известно, что AB = 18 и AM : MN : NB =

= 1 : 2 : 3. Найдите MN.

1.6. На прямой выбраны три точки A, B и C, причем AB =

= 1, BC = 3. Чему может быть равно AC? Укажите все воз-

можные варианты.

1.7. На прямой выбраны четыре точки A, B, C и D, при-

чем AB = 1, BC = 2, CD = 4. Чему может быть равно AD?

Укажите все возможные варианты.

1.8. На линейке отмечены три деления: 0, 2 и 5. Как отло-

жить с ее помощью отрезок длиной 6?

1.9. На линейке отмечены три деления: 0, 7 и 11. Как отло-

жить с ее помощью отрезок длиной: а) 8; б) 5?

1.10. На прямой взяты точки A, O и B. Точки A

и B

сим-

метричны соответственно точкам A и B относительно точки O.

Найдите A

B, если AB

= 2.

1.11. Точка B лежит на отрезке AC длиной 5. Найдите рас-

стояние между серединами отрезков AB и BC.

1.12. Точки A, B, C последовательно расположены на од-

ной прямой и AB : BC = 3 : 4. Найдите отношения AB : AC

и BC : AB.

1.13

. Точки A, B, C расположены на одной прямой и

AC : BC = 2 : 5. Найдите отношения AC : AB и BC : AB.

1.14

. Точки A, B, C расположены на одной прямой и

8 7 класс

AC : BC = m : n (m и n — натуральные числа). Найдите

отношения AC : AB и BC : AB.

1.15

. Точка B делит отрезок AC в отношении AB : BC =

= 2 : 1. Точка D делит отрезок AB в отношении AD : DB =

= 3 : 2. В каком отношении точка D делит отрезок AC?

1.16. Даны точки A и B. Где на прямой AB расположены

точки, расстояние от которых до точки A больше, чем до точ-

ки B?

1.17. Один из двух смежных углов на 30

◦

больше другого.

Найдите эти углы.

1.18. Один из двух смежных углов в 3 раза меньше другого.

Найдите эти углы.

1.19

. Докажите, что биссектрисы двух смежных углов пер-

пендикулярны.

1.20. Докажите, что биссектрисы двух вертикальных у глов

лежат на одной прямой.

1.21. Луч света, исходящий из точки M, зеркально отра-

зившись от прямой AB в точке C, попал в точку N. Докажите,

что биссектриса угла M CN перпендикулярна прямой AB. (Угол

падения равен у глу отражения.)

1.22. Точка M лежит внутри угла AOB, OC — биссектри-

са этого угла. Докажите, что угол MOC равен полуразности

углов AOM и BOM.

1.23. Точка M лежит вне у гла AOB, OC — биссектриса это-

го угла. Докажите, что угол MOC равен полусумме углов AOM

и BOM.

1.24. Из точки на листе бумаги провели четыре луча, деля-

щих плоскость на четыре угла. Затем лист разрезали по биссек-

трисам этих углов на четыре части (которые также являются

углами). Докажите, что два из этих углов образуют в сум-

ме 180

◦

, и два других — тоже.

Задачи второго уровня

1.25. Даны точки A и B. Где на прямой AB расположены

точки, расстояние от которых до точки A: а) вдвое больше, чем

до точки B; б) втрое меньше, чем до точки B?

§ 1.2. Признаки равенства треугольников 9

1.26. Даны точки A и B. Для каждой точки M, не сов-

падающей с точкой B и лежащей на прямой AB, рассмотрим

отношение AM : BM. Где расположены точки, для которых это

отношение: а) больше 2; б) меньше 2?

1.27. Имеется угольник с углом в 70

◦

. Как построить с его

помощью угол в 40

◦

1.28. Имеется угольник с углом в 19

◦

. Как построить с его

помощью угол в 1

◦

1.29. Через точку на плоскости провели 10 прямых, после

чего плоскость разрезали по этим прямым на углы. Докажите,

что хотя бы один из этих углов меньше 20

◦

1.30. а) На сколько градусов поворачивается за минуту ми-

нутная стрелка? Часовая стрелка?

б) Какой угол образуют минутная и часовая стрелка в 3 часа

5 минут?

в) В полдень минутная и часовая стрелка совпали. Когда

они совпадут в следующий раз?

г) Сколько раз в течение суток часовая и минутная стрел-

ки совпадают? Образуют развернутый угол? Образуют прямой

угол?

Задачи третьего уровня

1.31. В деревне у прямой дороги стоят четыре избы A, B, C

и D на расстоянии 50 метров друг от друга. В какой точке доро-

ги надо построить колодец, чтобы сумма расстояний от колодца

до всех четырех изб была бы наименьшей?

1.32. В деревне A живет 50 школьников, в деревне B жи-

вет 100 школьников. Расстояние между деревнями 3 километра.

В какой точке дороги из A в B надо построить школу, чтобы

суммарное расстояние, проходимое всеми школьниками, было

как можно меньше?

§ 1.2. Признаки равенства треугольников

Первый признак равенства треугольников. Если две

стороны и угол между ними одного треугольника со ответ-

10 7 класс

ственно равны двум сторонам и углу между ними другого тре-

угольника, то треугольники равны.

Второй признак равенства треугольников. Если сто-

рона и два при лежащих к ней угла одного треугольника с оот-

ветственно равны стороне и двум прилежащим к ней углам

второго треугольника, то треугольники равны.

Третий признак равенства треугольников. Если три

стороны одного треугольника соответственно равны трем

сторонам другого, то треугольники равны.

Медианой треугольника называется отрезок, соединяющий

вершину треугольника с серединой противолежащей стороны.

Высотой треугольника называется перпендикуляр, опущен-

ный из вершины треугольника на прямую, содержащую проти-

волежащую сторону.

Биссектрисой треугольника называется отрезок биссектри-

сы угла треугольника, соединяющий вершину этого угла с точ-

кой на противолежащей стороне.

Треугольник называется равнобедренным, если у него две

стороны равны. Эти стороны называются бо ковыми сторон ами.

Третья сторона называется основанием.

Треугольник называется равносторонним (правильным), ес-

ли все его стороны равны.

Свойства равнобедренного треугольника.

. Углы при основании равнобедренного треугольника

равны.

. Медиана, проведенная к осн ованию равнобедренного тре-

угольника, является его биссектрисой и высотой.

Признак равнобедренного треугольника. Если в тре-

угольнике два угла равны, то он равнобедренный.

Пример 1. На сторонах BC и B

равных треугольни-

ков ABC и A

взяты соответственно точки M и M

, при-

чем BM : MC = B

: M

. Докажите, что AM = A

Решение. Из равенства треугольников ABC и A

сле-

дует, что ∠B = ∠B

и AB = A

(рис. 4). Отрезки BM и