Задача по геометрии 4. Биссектриса прямого угла треугольника делит его на два равнобедренных треугольника. Докажите, что и исходный треугольник равнобедренный.
Рассмотрим треугольник ABC ABC ABC, в котором угол C C C является прямым тоесть(∠ACB=90∘)то есть ( \angle ACB = 90^\circ )тоесть(∠ACB=90∘). Обозначим биссектрису угла C C C как CD CD CD, где точка D D D лежит на гипотенузе AB AB AB.
Согласно условию, биссектрису угла C C C делит треугольник ABC ABC ABC на два равнобедренных треугольника: ACD ACD ACD и BCD BCD BCD. Это значит, что AC=AD AC = AD AC=AD и BC=BD BC = BD BC=BD.
Теперь рассмотрим углы:
Углы при вершинах ACD ACD ACD и BCD BCD BCD: ∠ACD=∠BCD(это половины угла ( C ))
\angle ACD = \angle BCD \quad \text{(это половины угла ( C ))} ∠ACD=∠BCD(этополовиныугла ( C ))
Так как биссектрисы делят угол пополам, то: ∠ACD=∠BCD=12⋅∠C=45∘
\angle ACD = \angle BCD = \frac{1}{2} \cdot \angle C = 45^\circ ∠ACD=∠BCD=21⋅∠C=45∘
Теперь изучим треугольник ACD ACD ACD:
Поскольку AC=CD AC = CD AC=CD и AD=CD AD = CD AD=CD, это означает, что углы при основании равнобедренного треугольника ACD ACD ACD равны, а значит: ∠CAD=∠ACD
\angle CAD = \angle ACD ∠CAD=∠ACD
Аналогично: в треугольнике BCD BCD BCD:
BC=CD BC = CD BC=CD и BD=CD BD = CD BD=CD, поэтому угол при основании также равен: ∠CBD=∠BCD
\angle CBD = \angle BCD ∠CBD=∠BCD
Получается, что в треугольнике ABC ABC ABC оба угла CAB CAB CAB и ABC ABC ABC равны, а значит: ∠CAB=∠ABC
\angle CAB = \angle ABC ∠CAB=∠ABC
Таким образом, мы можем заключить, что треугольник ABC ABC ABC равнобедренный, где AC=BC AC = BC AC=BC.
Таким образом, мы доказали, что если биссектрисой прямого угла делится треугольник на два равнобедренных треугольника, то и сам исходный треугольник оказывается равнобедренным.
Рассмотрим треугольник ABC ABC ABC, в котором угол C C C является прямым тоесть(∠ACB=90∘)то есть ( \angle ACB = 90^\circ )тоесть(∠ACB=90∘). Обозначим биссектрису угла C C C как CD CD CD, где точка D D D лежит на гипотенузе AB AB AB.
Согласно условию, биссектрису угла C C C делит треугольник ABC ABC ABC на два равнобедренных треугольника: ACD ACD ACD и BCD BCD BCD. Это значит, что AC=AD AC = AD AC=AD и BC=BD BC = BD BC=BD.
Теперь рассмотрим углы:
Углы при вершинах ACD ACD ACD и BCD BCD BCD:∠ACD=∠BCD(это половины угла ( C )) \angle ACD = \angle BCD \quad \text{(это половины угла ( C ))}
∠ACD=∠BCD(это половины угла ( C ))
Так как биссектрисы делят угол пополам, то:
∠ACD=∠BCD=12⋅∠C=45∘ \angle ACD = \angle BCD = \frac{1}{2} \cdot \angle C = 45^\circ
∠ACD=∠BCD=21 ⋅∠C=45∘
Теперь изучим треугольник ACD ACD ACD:
Поскольку AC=CD AC = CD AC=CD и AD=CD AD = CD AD=CD, это означает, что углы при основании равнобедренного треугольника ACD ACD ACD равны, а значит:∠CAD=∠ACD \angle CAD = \angle ACD
∠CAD=∠ACD
Аналогично:
BC=CD BC = CD BC=CD и BD=CD BD = CD BD=CD, поэтому угол при основании также равен:в треугольнике BCD BCD BCD:
∠CBD=∠BCD \angle CBD = \angle BCD
∠CBD=∠BCD
Получается, что в треугольнике ABC ABC ABC оба угла CAB CAB CAB и ABC ABC ABC равны, а значит:
∠CAB=∠ABC \angle CAB = \angle ABC
∠CAB=∠ABC
Таким образом, мы можем заключить, что треугольник ABC ABC ABC равнобедренный, где AC=BC AC = BC AC=BC.
Таким образом, мы доказали, что если биссектрисой прямого угла делится треугольник на два равнобедренных треугольника, то и сам исходный треугольник оказывается равнобедренным.