Розбір · НМТ 2023, завдання 13

Площа паралелограма через кут у тридцять градусів

Це вам дадуть

Формула площі паралелограма в довідкових матеріалах НМТ є: сторона на висоту до неї. Є й співвідношення в прямокутному трикутнику.

Але тут потрібна не формула, а один окремий факт: катет навпроти кута $30°$ дорівнює половині гіпотенузи. Хто замість нього тягне синуси й косинуси, частіше помиляється, бо в трьох варіантах із п'яти стоїть корінь із трьох, і серед них легко заблукати.

Спершу відповідай сам

У паралелограмі $ABCD$ $\angle A = 30°$, бічна сторона $AB = 12$ см. Сторона $AD$ втричі більша за висоту, проведену до цієї сторони (див. рисунок). Визначте площу (см$^2$) цього паралелограма.

Наскільки ти впевнений?

Про впевненість питаємо не для балів. Помилку, зроблену впевнено, запам'ятовують найміцніше – але тільки якщо правду показати одразу.

Реальність

Ти серед тих, хто відповів правильно. Найпопулярнішою при цьому виявилась хибна відповідь – варіант Д. Варто знати, у що вірили вони.

Ти не сам. Це найпопулярніша відповідь у країні, і вона хибна. Обчислення в ній зазвичай бездоганне – питання лише в тому, що саме порахували.

Правильний варіант – В. А найбільше учасників обрали Д, і це теж хиба.

В $108$ 44,5 %
Д $216$ 15,7 %
Б $54\sqrt{3}$ 14,1 %
А $54$ 13,7 %
Г $108\sqrt{3}$ 11,8 %

Дані: офіційний звіт УЦОЯО про проведення НМТ, психометричні характеристики завдань.

Що вони подумали
Д. Помножили сторони замість сторони на висоту

Відповідь $216$ – це $12 \cdot 18$, тобто добуток двох сторін паралелограма.

Але площа паралелограма дорівнює стороні на висоту, а не стороні на сторону. Добуток сторін давав би площу лише для прямокутника, де висота збігається з бічною стороною.

Бачити різницю просто: висота тут дорівнює $6$, а бічна сторона $12$, тобто удвічі більша. Тому й відповідь удвічі завелика.

### Г і Б. Приплели корінь із трьох

Варіанти $108\sqrt{3}$ і $54\sqrt{3}$ виникають, коли висоту шукають через косинус або через синус $60°$, і в обчисленні лишається $\sqrt{3}$.

Тут корінь не потрібен зовсім. Висота лежить навпроти кута $30°$, а такий катет дорівнює половині гіпотенузи:

$$h = \dfrac{12}{2} = 6.$$

Жодного кореня. Корінь із трьох з'явився б, якби шукали другий катет, той, що лежить уздовж основи, але він у задачі не потрібен.

А. Спинилися на половині

$54$ – це половина правильної відповіді. Так буває, коли до площі паралелограма помилково застосовують формулу площі трикутника, де є множник одна друга.

У паралелограма цього множника немає: він якраз складається з двох таких трикутників.

Переконай

Знати правильну відповідь – півділа. Хто вміє пояснити, чому чужа відповідь хибна, той у цю пастку більше не потрапляє.

Спитай, чому дорівнює висота, і не приймай відповіді з коренем.

Висота опущена з вершини $B$ на сторону $AD$, і в трикутнику, що утворився, прямий кут при основі, а кут при $A$ дорівнює $30°$. Висота лежить навпроти цього кута, отже дорівнює половині гіпотенузи $AB$, тобто $6$.

Далі умова: сторона $AD$ утричі більша за висоту, отже $AD = 18$.

І нарешті площа:

$$S = AD \cdot h = 18 \cdot 6 = 108.$$

Якщо він наполягає на синусах, покажи, що вони дають те саме: $h = AB \sin 30° = 12 \cdot \dfrac{1}{2} = 6$. Корінь із трьох з'явився б лише для $\cos 30°$, а косинус тут не потрібен.

Опори зникають

Спершу дивишся на готове, потім дописуєш кінець, потім робиш сам.

Показано повністю

У паралелограмі кут $30°$, бічна сторона $10$, а основа дорівнює висоті, помноженій на $4$. Знайти площу.

Висота навпроти кута $30°$: $h = 10 : 2 = 5$. Основа: $4 \cdot 5 = 20$. Площа: $20 \cdot 5 = 100$.

Останній крок твій

Кут $30°$, бічна сторона $14$, основа вдвічі більша за висоту. Знайди висоту, потім основу, потім площу.

Тепер сам

Кут $30°$, бічна сторона $16$, основа дорівнює $20$. Знайди площу, а тоді скажи, у скільки разів вона менша за добуток сторін.

Ще раз, інші числа

Повторна спроба одразу після розбору – саме те, що не дає старій помилці повернутися через тиждень.