Вопрос задан 28.01.2026 в 10:22. Предмет Геометрия. Спрашивает Кияшов Артем.

В квадрат вписан прямоугольник так, что на каждой стороне квадрата находится одна вершина прямоугольника. Одна сторона этого прямоугольника вдвое меньше другой. Диагональ квадрата равна 36. Найдите меньшую сторону прямоугольника.

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Кочергин Миша.

Диагональ квадрата равна 3636. Тогда его сторона

s=362=182.s=\frac{36}{\sqrt2}=18\sqrt2.

Пусть у вписанного прямоугольника стороны aa (меньшая) и bb (большая), причём b=2ab=2a.

Расположим квадрат так, чтобы его стороны были горизонтальны и вертикальны, а центр квадрата был в начале координат. Если в каждой стороне квадрата лежит ровно одна вершина прямоугольника, то по симметрии такой прямоугольник тоже “центрирован” относительно квадрата: его центр совпадает с центром квадрата (иначе вершины не смогли бы попасть по одной на каждую сторону попарно симметрично).

Обозначим половины сторон прямоугольника:

p=a2,q=b2.p=\frac a2,\qquad q=\frac b2.

Пусть прямоугольник повернут относительно осей на угол θ\theta. Тогда максимальная по модулю xx-координата его вершин (то есть расстояние от центра до правой стороны квадрата) равна

pcos⁡θ+qsin⁡θ,p\cos\theta+q\sin\theta,

а максимальная по модулю yy-координата (до верхней стороны квадрата) равна

psin⁡θ+qcos⁡θ.p\sin\theta+q\cos\theta.

Но у квадрата расстояние от центра до любой стороны одинаково и равно s2\frac s2. Значит, должно выполняться одновременно:

pcos⁡θ+qsin⁡θ=s2,psin⁡θ+qcos⁡θ=s2.p\cos\theta+q\sin\theta=\frac s2,\qquad p\sin\theta+q\cos\theta=\frac s2.

Вычтем одно из другого:

(pcos⁡θ+qsin⁡θ)−(psin⁡θ+qcos⁡θ)=0,\bigl(p\cos\theta+q\sin\theta\bigr)-\bigl(p\sin\theta+q\cos\theta\bigr)=0, (p−q)(cos⁡θ−sin⁡θ)=0.(p-q)(\cos\theta-\sin\theta)=0.

Так как прямоугольник не квадрат, p≠qp\neq q. Следовательно,

cos⁡θ=sin⁡θ  ⇒  θ=45∘.\cos\theta=\sin\theta \;\Rightarrow\; \theta=45^\circ.

Подставим θ=45∘\theta=45^\circ в любое из равенств. Так как sin⁡45∘=cos⁡45∘=12\sin45^\circ=\cos45^\circ=\frac{1}{\sqrt2}, получаем:

s2=p⋅12+q⋅12=p+q2.\frac s2 = p\cdot\frac1{\sqrt2}+q\cdot\frac1{\sqrt2}=\frac{p+q}{\sqrt2}.

Отсюда

s=2 (p+q)=2(a2+b2)=22(a+b).s=\sqrt2\,(p+q)=\sqrt2\left(\frac a2+\frac b2\right)=\frac{\sqrt2}{2}(a+b).

Значит,

a+b=s2.a+b = s\sqrt2.

Но b=2ab=2a, поэтому

a+2a=3a=s2.a+2a=3a=s\sqrt2.

Подставляем s=182s=18\sqrt2:

3a=182⋅2=18⋅2=36,3a = 18\sqrt2\cdot\sqrt2 = 18\cdot 2 = 36,

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Геометрия

Последние заданные вопросы в категории Геометрия

Задать вопрос