Покажем сначала, что биссектрисы AM и BM пересекаются под прямым углом. Действительно, пусть ∠ABC=α и ∠BAD=β. Тогда α+β=180°. Так как биссектриса делит угол пополам, то верно, что ∠ABM+∠BAM=α/2+β/2=90°, поэтому и ∠BMA=90°.
Опустим из точки M перпендикуляр на сторону BC. Получим ME⊥BC. Тогда ΔBMA~ΔBEM по двум углам. Из подобия треугольников следует, что AB/BM=AM/ME.
Опустим из точки M перпендикуляр на сторону AD. Получим, MT⊥AD. Тогда ΔBMA~ΔATM по двум углам. Из подобия треугольников следует, что AB/AM=BM/MT, то есть AB/BM=AM/MT.
Так как AB/BM=AM/ME и AB/BM=AM/MT, то верно, что AM/ME=AM/MT или ME=MT.
Так как расстояния от точки M до прямых BC и AD одинаковы, то точка M лежит на средней линии трапеции.
Применив аналогичное рассуждение, получаем, что точка N тоже лежит на средней линии трапеции.
Тогда MN - это часть средней линии трапеции, то есть MN||BC и MN||AD.
Проведем среднюю линию трапеции FG. По определению FG=(7+12)/2=19/2.
Так как треугольники ΔBMA и ΔCND прямоугольные, а F и G - середины их гипотенуз AB и CD, то FM и GN - это медианы, равные AB/2 и CD/2 соответственно, то есть FM=5/2 и GN=4.
Понятно, что MN=FG-FM-GN, а значит MN=19/2-5/2-4=3.
На каждой полке x книг. В 1 шкафу а полок, т.е. ax книг. Во 2 шкафу a-7 полок, т.е. x(a-7) книг. В 3 шкафу a-2 полок, т.е. x(a-2) книг. В 4 шкафу, как во 2, x(a-7) книг. Всего ax + 2x(a-7) + x(a-2) = 4ax - 14x - 2x = 4ax - 16x = 325 книг. Однако, количество книг должно делиться на 4. Видимо, там 324 книги. 4x(a - 4) = 324 x(a - 4) = 81 = 3*27 = 9*9 Так как a - 7 > 0 (иначе во 2 и 4 шкафах полок нет), то возможные ответы: a - 4 = 9; a1 = 13 полок в 1 шкафу; x1 = 9 книг на каждой полке. a - 4 = 27; a2 = 31 полок в 1 шкафу, x2 = 3 книги на каждой полке a - 4 = 81; a3 = 85 полок в 1 шкафу, x3 = 1 книга на каждой полке. Но 2 и 3 ответы явно неправильные, не бывает таких шкафов, поэтому: ответ: x=9 книг на полке, a=13 полок в 1 шкафу, 6 полок во 2 и 4, и 11 в 3. Всего в 1 шкафу 9*13=117, во 2 и 4 шкафах 6*9=54, в 3 шкафу 9*11=99.
(см. объяснение)
Пошаговое объяснение:
Покажем сначала, что биссектрисы AM и BM пересекаются под прямым углом. Действительно, пусть ∠ABC=α и ∠BAD=β. Тогда α+β=180°. Так как биссектриса делит угол пополам, то верно, что ∠ABM+∠BAM=α/2+β/2=90°, поэтому и ∠BMA=90°.
Опустим из точки M перпендикуляр на сторону BC. Получим ME⊥BC. Тогда ΔBMA~ΔBEM по двум углам. Из подобия треугольников следует, что AB/BM=AM/ME.
Опустим из точки M перпендикуляр на сторону AD. Получим, MT⊥AD. Тогда ΔBMA~ΔATM по двум углам. Из подобия треугольников следует, что AB/AM=BM/MT, то есть AB/BM=AM/MT.
Так как AB/BM=AM/ME и AB/BM=AM/MT, то верно, что AM/ME=AM/MT или ME=MT.
Так как расстояния от точки M до прямых BC и AD одинаковы, то точка M лежит на средней линии трапеции.
Применив аналогичное рассуждение, получаем, что точка N тоже лежит на средней линии трапеции.
Тогда MN - это часть средней линии трапеции, то есть MN||BC и MN||AD.
Проведем среднюю линию трапеции FG. По определению FG=(7+12)/2=19/2.
Так как треугольники ΔBMA и ΔCND прямоугольные, а F и G - середины их гипотенуз AB и CD, то FM и GN - это медианы, равные AB/2 и CD/2 соответственно, то есть FM=5/2 и GN=4.
Понятно, что MN=FG-FM-GN, а значит MN=19/2-5/2-4=3.
Задача решена!
В 1 шкафу а полок, т.е. ax книг. Во 2 шкафу a-7 полок, т.е. x(a-7) книг.
В 3 шкафу a-2 полок, т.е. x(a-2) книг. В 4 шкафу, как во 2, x(a-7) книг.
Всего ax + 2x(a-7) + x(a-2) = 4ax - 14x - 2x = 4ax - 16x = 325 книг.
Однако, количество книг должно делиться на 4. Видимо, там 324 книги.
4x(a - 4) = 324
x(a - 4) = 81 = 3*27 = 9*9
Так как a - 7 > 0 (иначе во 2 и 4 шкафах полок нет), то возможные ответы:
a - 4 = 9; a1 = 13 полок в 1 шкафу; x1 = 9 книг на каждой полке.
a - 4 = 27; a2 = 31 полок в 1 шкафу, x2 = 3 книги на каждой полке
a - 4 = 81; a3 = 85 полок в 1 шкафу, x3 = 1 книга на каждой полке.
Но 2 и 3 ответы явно неправильные, не бывает таких шкафов, поэтому:
ответ: x=9 книг на полке, a=13 полок в 1 шкафу, 6 полок во 2 и 4, и 11 в 3.
Всего в 1 шкафу 9*13=117, во 2 и 4 шкафах 6*9=54, в 3 шкафу 9*11=99.