На окружности радиуса 15 с центром в вершине С треугольника АВС взята точка Р. Известно, что АВ=25, АС=15, ВС=20, а треугольник АРС и треугольник ВРС равновелики. Найдите расстояние от точки Р до прямой АВ, если оно меньше 20.
Обозначим точку пересечения прямых АВ и с центром окружности СД. Треугольники АРС и ВРС равновелики, поэтому у них соответственные стороны равны, а значит АР=ВС=20. Так как ВС=20, а ВС=РС, то РС=20, следовательно, СР=15. Также, так как СД перпендикулярна ко ВП и СП, то треугольники ССД и ССА подобны, и $$ \frac{CA}{CD}=\frac{CS}{CC} $$ $$ \frac{25}{CD}=\frac{15}{15} $$ $$ CD=20 $$
Также, так как площадь треугольника можно выразить через произведение сторон и синуса угла между ними, то $$ S{\triangle ARS}=\frac{1}{2}\times AR\times SR\times\sin{\angle ARS}=\frac{1}{2}\times 20^2\times\sin{\angle ARS} $$ $$ S{\triangle BRS}=\frac{1}{2}\times BR\times SR\times\sin{\angle BRS}=\frac{1}{2}\times 20^2\times\sin{\angle BRS} $$
Так как площади равны, то $$ 20^2\times\sin{\angle ARS}=20^2\times\sin{\angle BRS} $$ $$ \sin{\angle ARS}=\sin{\angle BRS} $$ $$ \angle ARS=\angle BRS $$ $$ \angle ARC=\angle BRC $$
Так как BC=CA, то углы $\angle ARC$ и $\angle BRC$ равны перпендикулярны, а значит сумма углов на вершине равна 180. Получаем угол в точке А или B равен 180, значит теоремой об углах вписанной окружности угол ВПА равен углу ВCP, равен 90 градусов. Тогда АСП прямоугольный треугольник, и $$ AP=\sqrt{AS^2-SP^2}=\sqrt{15^2-15^2}=0 $$
Ответ: расстояние от точки Р до прямой АВ равно 0.
Обозначим точку пересечения прямых АВ и с центром окружности СД.
Треугольники АРС и ВРС равновелики, поэтому у них соответственные стороны равны, а значит АР=ВС=20.
Так как ВС=20, а ВС=РС, то РС=20, следовательно, СР=15.
Также, так как СД перпендикулярна ко ВП и СП, то треугольники ССД и ССА подобны, и
$$
\frac{CA}{CD}=\frac{CS}{CC}
$$
$$
\frac{25}{CD}=\frac{15}{15}
$$
$$
CD=20
$$
Также, так как площадь треугольника можно выразить через произведение сторон и синуса угла между ними, то
$$
S{\triangle ARS}=\frac{1}{2}\times AR\times SR\times\sin{\angle ARS}=\frac{1}{2}\times 20^2\times\sin{\angle ARS}
$$
$$
S{\triangle BRS}=\frac{1}{2}\times BR\times SR\times\sin{\angle BRS}=\frac{1}{2}\times 20^2\times\sin{\angle BRS}
$$
Так как площади равны, то
$$
20^2\times\sin{\angle ARS}=20^2\times\sin{\angle BRS}
$$
$$
\sin{\angle ARS}=\sin{\angle BRS}
$$
$$
\angle ARS=\angle BRS
$$
$$
\angle ARC=\angle BRC
$$
Так как BC=CA, то углы $\angle ARC$ и $\angle BRC$ равны перпендикулярны, а значит сумма углов на вершине равна 180.
Получаем угол в точке А или B равен 180, значит теоремой об углах вписанной окружности угол ВПА равен углу ВCP, равен 90 градусов.
Тогда АСП прямоугольный треугольник, и
$$
AP=\sqrt{AS^2-SP^2}=\sqrt{15^2-15^2}=0
$$
Ответ: расстояние от точки Р до прямой АВ равно 0.