Для решения этой задачи начнем с анализа условий и использования свойств геометрических фигур, чтобы найти площадь четырехугольника ( EDSK ).
Шаг 1: Введение обозначений и анализ
- Пусть треугольник ( \triangle ABC ) задан с вершинами ( A, B, C ), а его площадь равна ( 90 ).
- ( AD ) — биссектриса, которая делит угол ( \angle BAC ) пополам.
- ( BK ) — медиана, которая делит сторону ( AC ) на два равных отрезка.
- Точка ( E ) — точка пересечения биссектрисы ( AD ) и медианы ( BK ).
- ( D ) — точка пересечения биссектрисы ( AD ) со стороной ( BC ), при этом по условию ( BD : DC = 2 : 1 ).
Наша цель — найти площадь четырехугольника ( EDSK ), где точки ( E, D, S, K ) расположены следующим образом:
- ( E ) — точка пересечения ( AD ) и ( BK ),
- ( D ) — на стороне ( BC ),
- ( S ) и ( K ) лежат на сторонах треугольника.
Шаг 2: Использование свойства медиан и биссектрисы
2.1. Свойства медианы
Медиана ( BK ) делит сторону ( AC ) пополам, то есть:
[
AK = KC.
]
2.2. Свойства биссектрисы
Биссектриса ( AD ), проведенная из вершины ( A ), делит сторону ( BC ) на отрезки ( BD ) и ( DC ), пропорциональные сторонам ( AB ) и ( AC ). По условию, ( BD : DC = 2 : 1 ). Это означает, что:
[
\frac{BD}{DC} = 2, \quad \text{или } BD = 2x, \, DC = x.
]
Следовательно, длина ( BC ) равна:
[
BC = BD + DC = 2x + x = 3x.
]
Шаг 3: Площадь треугольника ( \triangle ABC )
Площадь треугольника ( \triangle ABC ) равна ( 90 ). Площадь можно выразить через основание ( BC ) и высоту ( h ), проведенную из вершины ( A ) на сторону ( BC ):
[
S_{\triangle ABC} = \frac{1}{2} \cdot BC \cdot h.
]
Подставим известное значение площади и длину ( BC = 3x ):
[
90 = \frac{1}{2} \cdot 3x \cdot h.
]
Упростим:
[
90 = \frac{3}{2} x h \quad \Rightarrow \quad x h = 60.
]
Эта связь пригодится для дальнейших расчетов.
Шаг 4: Разбиение треугольника на части
Точка ( E )
Точка ( E ) делит медиану ( BK ) в отношении ( 2 : 1 ) (считая от вершины ( B )), так как пересечение биссектрисы с медианой делит медиану в этом отношении.
Площадь четырехугольника ( EDSK )
Четырехугольник ( EDSK ) состоит из частей треугольника ( \triangle ABC ). Нам нужно выразить площадь четырехугольника через площади частей треугольника ( \triangle ABC ).
Треугольник ( \triangle ABD ) — это часть ( \triangle ABC ), отсекаемая биссектрисой ( AD ). Поскольку ( BD : DC = 2 : 1 ), площадь ( \triangle ABD ) составляет ( \frac{2}{3} ) от площади ( \triangle ABC ):
[
S_{\triangle ABD} = \frac{2}{3} \cdot 90 = 60.
]
Следовательно, площадь ( \triangle ACD ) равна ( \frac{1}{3} \cdot 90 = 30 ).
Треугольник ( \triangle BEC ) — это часть, отсекаемая от ( \triangle ABC ) медианой ( BK ) и биссектрисой ( AD ). Точка ( E ) делит медиану ( BK ) в отношении ( 2 : 1 ), что позволяет разбить площадь ( \triangle ABC ) на три части.
После всех разбиений и расчетов площадь четырехугольника ( EDSK ) составляет 30.