Задача
Внутри равнобедренного треугольника $ABC$ отмечена точка $K$ так, что $CK = AB = BC$ и ∠ KAC = 30°. Найдите угол $AKB$.
Решение
Решение 1: Построим равносторонний треугольник $BCL$ (см.рисунок; точки $A$ и $L$ находятся по одну сторону от прямой $BC$).

Очевидно, точка $K$, удовлетворяющая условиям задачи, единственна, следовательно, она совпадает с точкой, симметричной $L$ относительно стороны $AC$. Значит, треугольник $AKL$ равносторонний, точка $K$, как и точка $B$, лежит на серединном перпендикуляре к отрезку $AL$, откуда $\angle AKB=\angle LKB=180^{\circ} - \frac{1}{2} \angle AKL=150^{\circ}$.
Решение 2: Пусть высота $BM$ треугольника $ABC$ пересекается с прямой $AK$ в точке $O$ (см.рисунок).

Решение 3: Построим на $AC$ равносторонний треугольник $ACL$ так, чтобы точки $L$ и $B$ лежали с одной стороны от $AC$ (см. рис).

Заметим, что прямоугольные треугольники $BMC$ и $KNC$ равны по катету и гипотенузе (так как $MC$ = AC/2 = LC/2 = $NC, BC = KC$). Отсюда следует, во-первых, что $BM = KN$, во-вторых, что $B$ лежит на отрезке $LM$ (так как $BM = KN < AN = LM$), и, наконец, что $LB = LM - BM =AN - KN = AK$.
Теперь рассмотрим четырёхугольник $ALBK$. В нем ∠LAK = ∠ALB = 30° и $AK = LB$, то есть это равнобокая трапеция. Отсюда следует, что ∠AKB = 180° – ∠KAL = 150°.
Решение 4: Пусть ∠B = 2β. По теореме синусов $2BC \sin \beta = AC = KC\dfrac{\sin\angle AKC}{\sin 30^\circ} = 2BC \sin\angle AKC$, и поскольку ∠AKC > 2β > β, то ∠AKC = 180° – β. Значит, ∠ACK = β – 30°,
∠KCB = ∠C – ∠ACK = (90° – β) – (β – 30°) = 120° – 2β, ∠BKC = ½ (180° – ∠KCB) = 30° + β, ∠AKB = 360° – ∠BKC – ∠AKC = 360° – (30° + β) – (180° – β) = 150°.
Ответ
150 °.
Чтобы оставлять комментарии, войдите или зарегистрируйтесь