1970 AMC 12 Problema 12

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Todos los problemas se usan con el permiso legal oficial de la Mathematical Association of America (MAA).

12.

Un círculo de radio rr es tangente a los lados AB,AB, ADAD y CDCD del rectángulo ABCDABCD, y pasa por el punto medio de la diagonal AC.AC. El área del rectángulo, en función de r,r, es:

A circle with radius rr is tangent to sides AB,AB, AD,AD, and CDCD of rectangle ABCDABCD and passes through the midpoint of diagonal AC.AC. The area of the rectangle, in terms of r,r, is:

4r24r^2

6r26r^2

8r28r^2

12r212r^2

20r220r^2

Respuesta: C
Conceptos:rectángulocircunferencias tangentespunto medioárea
Nivel de dificultad: 2090
Pista pequeña:

La tangencia a los dos lados opuestos hace que un lado del rectángulo sea igual a 2r2r

Tangency to the two opposite sides makes one side of the rectangle equal to 2r2r

Pista grande:

La recta desde el tercer punto de tangencia que pasa por el centro biseca la diagonal, de modo que la cuerda correspondiente es un diámetro

The line from the third tangency point through the center bisects the diagonal, making the corresponding chord a diameter

Solución:

El círculo es tangente a los lados paralelos ABAB y CD.CD. La separación entre ellos es su diámetro, así que AD=BC=2r.AD=BC=2r. Sea RR el punto de tangencia sobre AD,AD, sea QQ el centro y sea MM el punto medio de AC.AC.

La recta RQRQ es paralela a ABAB y está a mitad de camino entre ABAB y CD,CD, así que RR es el punto medio de ADAD y la recta contiene a M.M. Como MM está en el círculo y R,Q,MR,Q,M son colineales, RM=2r.RM=2r. Por tanto, RMRM es un segmento medio del triángulo ADC,ADC, de modo que DC=2RM=4r.DC=2RM=4r. Entonces el área es (2r)(4r)=8r2. (2r)(4r)=8r^2.

Por lo tanto, la respuesta correcta es C.

Let the circle be tangent to the parallel sides ABAB and CD.CD. Their separation is its diameter, so AD=BC=2r.AD=BC=2r. Let RR be the tangency point on AD,AD, let QQ be the center, and let MM be the midpoint of AC.AC.

The line RQRQ is parallel to ABAB and halfway between ABAB and CD,CD, so RR is the midpoint of ADAD and the line contains M.M. Since MM lies on the circle and R,Q,MR,Q,M are collinear, RM=2r.RM=2r. Thus RMRM is a midsegment of triangle ADC,ADC, so DC=2RM=4r.DC=2RM=4r. Therefore the area is (2r)(4r)=8r2. (2r)(4r)=8r^2.

Therefore, the correct answer is C.

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