Условие: В треугольнике ABC чевианы AA
1, BB
1, CC
1 пересекаются в точке P .
Заданы соотношения: AB
1 : B
1C = 2:1 , BA
1 : A
1C = 8:1 .
Вычислить отношения : AC
1 : C
1B , AP : PA
1 , BP : PB
1 .
Решение: Зададим переменные с удобными именами для операций с отношениями : AbC = AB
1 : B
1C = 2:1 = 2 ,
BaC = BA
1 : A
1C = 8:1 = 8 , искомое AcB = AC
1 : C
1B .
Как и в Вашей прошлой консультации
rfpro.ru/question/201643 (Ссылка1) на эту же тему, вспоминаем, что такое Чевианы (см
Ссылка2) и их главные свойства. Чевианы - это менее замечательные отрезки треугольников, чем привычные нам высоты, медианы и биссектрисы, однако все чевианы пересекаются в одной точке, и древние математики сочинили из этого свойства несколько полезных теорем для решений задач. Из множества этих теорем, для решения текущей задачи нам понадобятся всего две:
1)Теорема Чевы связывает соотношения всех треугольниковых сторон, разделённых чевианами:
(AB
1 : B
1C)·(CA
1 : A
1B)·(BC
1 : C
1A) = 1 - в этом изящном выражении Чева великодушно разрешил нам менять буквы на свои, начинать перечисление-обход с любой Вершины и двигаться в любом направлении (по часовой стрелке, либо против). Однако, надо строго соблюдать последовательность перечисления букв и НЕ менять выбранное направление до окончания написания уравнения!
Я начал AB
1 : B
1C только потому, что это отношение дано в Условии, и его можно заменить числом
AbC = AB
1 : B
1C = 2:1 = 2 . А далее продолжаем, как завещал умный италиец!
Вместо CA
1 : A
1B нам задано BA
1 : A
1C = 8:1 , и, чтоб воплотить Чева-идею, выворачиваем отношение наизнанку и получаем:
AbC·(1 / BaC)·(1 / AcB) = 1 , откуда вычисляем искомое AC
1 / C
1B :
AcB = AbC / BaC = 2 / 8 = 1/4 . Половина задачи решена, все стороны треугольника ABC разделены чевианами.
2)Теорема Ван-Обеля о треугольнике связывает соотношения 3х отрезков, исходящих из любой одной вершины треугольника: а именно: какой-либо Чевианы и прилежащих к ней сторон. В её уравнении все отношения начинаются с одинаковой буквы, тк все 3 связанные отрезка исходят из общей вершины:
AP : PA
1 = AB
1 : B
1C + AC
1 : C
1B = AbC + AcB = 2 + 1/4 = 9/4 .
BP : PB
1 = BC
1 : C
1A + BA
1 : A
1C = BcA + BaC = 1 / AcB + 8 = 1 / (1/4) + 8 = 12
Ответ : Искомые отношения: AC
1 : C
1B = 1/4 , AP : PA
1 = 9/4 , BP : PB
1 = 12/1
Мне нельзя выдавать ошибки. Поэтому, чтобы убедиться в правильности Ответа я вычислил эти же соотношения методом Аналитической геометрии. Этот метод гораздо более трудоёмкий для текущей задачи, поэтому я использовал популярное приложение
Маткад (ссылка3) . Маткад избавляет меня от частых ошибок. Маткад-скриншот с чертежом реального треугольника прилагаю. В моём треугольнике точно выдержаны Условия соотношений (в отличие от исходного, схематичного чертежа от автора задачи). Я добавил в скрин подробные комментарии зелёным цветом.
Доказательство теоремы Чевы Вы можете посмотреть в статье "Вокруг теорем Чевы и Менелая.pdf" 630 кБ
Ссылка4 . =Удачи!