Задание 24 ОГЭ по математике: геометрия на доказательство — гайд
Подтемы
- Правильные многоугольники0 задач
- Треугольники и их элементы7 задач
- Четырёхугольники и их элементы17 задач
- Окружности и их элементы5 задач
Что проверяет задание
Задание 24 — это задача на доказательство геометрического факта. Проверяется умение работать с определениями и теоремами планиметрии: находить нужные свойства фигур, строить логическую цепочку рассуждений и грамотно оформлять доказательство. В отличие от вычислительных задач, здесь не нужно находить число — нужно объяснить, почему утверждение верно, опираясь на аксиомы и изученные теоремы.
Чаще всего в условии дана фигура (треугольник, четырёхугольник, окружность или их сочетание) с определёнными характеристиками, а требуется доказать какое-то свойство: равенство отрезков или углов, параллельность, перпендикулярность, принадлежность точки прямой, вид четырёхугольника и так далее.
Как выглядит формулировка и сколько баллов
Типичная формулировка: «В треугольнике ... . Докажите, что ...» или «Точки ... лежат на окружности ... . Докажите, что ...». Условие всегда содержит исходные данные (равенство сторон, углов, параллельность, касание и тому подобное), а вывод — то, что требуется доказать.
Задание оценивается в 2 балла. Полный балл (2) ставится, если доказательство полное, логически верное и все шаги обоснованы ссылками на теоремы или определения. 1 балл дают, если доказательство содержит верную идею и в целом решает задачу, но есть небольшие пробелы в обосновании или не рассмотрены отдельные случаи. 0 баллов — если решение неверно или отсутствует.
Важно: чертёж не является доказательством. Нужно словами и формулами показать логическую цепочку от данных к выводу.
Что нужно знать
- Сумма углов треугольника:
- Признаки равенства треугольников: по двум сторонам и углу между ними, по стороне и двум прилежащим углам, по трём сторонам
- Признаки подобия треугольников: по двум углам, по двум сторонам и углу между ними, по трём сторонам
- Свойства равнобедренного треугольника: углы при основании равны; медиана, биссектриса и высота, проведённые к основанию, совпадают
- Средняя линия треугольника: параллельна третьей стороне и равна её половине
- Теорема Пифагора: для прямоугольного треугольника
- Свойства параллелограмма: противоположные стороны и углы равны, диагонали точкой пересечения делятся пополам
- Признаки параллелограмма (обратные утверждения о сторонах и диагоналях)
- Свойства прямоугольника, ромба, квадрата: диагонали равны, перпендикулярны или делят углы пополам в зависимости от фигуры
- Свойства трапеции: средняя линия равна полусумме оснований,
- Сумма углов выпуклого -угольника:
- Угол правильного -угольника:
- Центральный угол правильного -угольника:
- Вписанный угол равен половине дуги, на которую опирается
- Вписанный угол, опирающийся на диаметр, равен
- Угол между касательной и хордой равен половине заключённой дуги
- Отрезки касательных, проведённых из одной точки к окружности, равны
- Радиус, проведённый в точку касания, перпендикулярен касательной
Методы решения
1. Метод равных треугольников. Если нужно доказать равенство отрезков или углов, часто достаточно найти два треугольника, содержащих эти элементы, и доказать их равенство по одному из признаков. Пример: в треугольниках и дано , , сторона общая. По первому признаку , значит .
2. Метод подобия треугольников. Применяется, когда нужно доказать пропорциональность отрезков или равенство углов между фигурами разного размера. Пример: если общий у треугольников и , а , то треугольники подобны по двум углам, откуда .
3. Работа со свойствами вписанных и центральных углов. Применяется в задачах про окружности: перевод условий про углы и дуги друг в друга. Пример: если и опираются на одну и ту же дугу , то .
4. Метод дополнительных построений. Если данных элементов не хватает, проводят вспомогательную линию — высоту, диагональ, радиус, отрезок, соединяющий центр окружности с точкой касания. Пример: чтобы доказать свойство трапеции, проводят через вершину прямую, параллельную боковой стороне, получая параллелограмм и треугольник, для которых уже применимы известные признаки.
5. Доказательство вида четырёхугольника через признаки. Чтобы доказать, что четырёхугольник — параллелограмм, ромб или прямоугольник, проверяют выполнение одного из признаков: равенство и параллельность противоположных сторон, равенство диагоналей и так далее. Пример: если в четырёхугольнике и , то по признаку — параллелограмм.
Алгоритм решения по шагам
- Внимательно прочитать условие, выделить, что дано и что нужно доказать.
- Сделать аккуратный чертёж, отметить на нём все данные величины: равные отрезки, углы, параллельные прямые.
- Сформулировать цель доказательства в терминах чертежа: какие треугольники, углы или отрезки нужно связать.
- Подобрать подходящую теорему или признак, который соединяет данные с выводом. Если прямой связи нет — подумать о дополнительном построении.
- Выстроить цепочку рассуждений от условия к заключению, каждый шаг подкрепляя ссылкой на теорему или определение.
- Проверить, что все использованные факты действительно следуют из условия, а не додуманы.
- Кратко и чётко записать доказательство, избегая лишних слов, но не пропуская логические связки.
Разбор примеров
Пример 1. В равнобедренном треугольнике с основанием проведена медиана к стороне . Докажите, что является также высотой и биссектрисой треугольника.
Решение. По условию (треугольник равнобедренный), — середина , значит . Отрезок общий для треугольников и . Таким образом, треугольники и равны по трём сторонам: , , .
Из равенства треугольников следует равенство соответствующих углов: . Так как лежит на отрезке , углы и смежные, их сумма равна . Если два смежных угла равны, каждый из них равен : . Значит, , то есть — высота.
Также из равенства треугольников следует , то есть делит угол пополам — является биссектрисой. Что и требовалось доказать.
Пример 2. В параллелограмме диагональ является биссектрисой угла . Докажите, что — ромб.
Решение. Так как — параллелограмм, . Тогда как накрест лежащие углы при параллельных прямых и и секущей .
По условию — биссектриса угла , значит .
Из двух равенств получаем: . Значит, треугольник равнобедренный с основанием , откуда .
Но в параллелограмме противоположные стороны равны: и . Тогда , то есть все стороны параллелограмма равны. По определению это ромб. Что и требовалось доказать.
Пример 3. Из точки , лежащей вне окружности с центром , проведены две касательные, касающиеся окружности в точках и . Докажите, что и — биссектриса угла .
Решение. Радиус, проведённый в точку касания, перпендикулярен касательной, поэтому .
Рассмотрим прямоугольные треугольники и : (радиусы окружности), — общая гипотенуза. По признаку равенства прямоугольных треугольников (по гипотенузе и катету) .
Из равенства треугольников следует — первое утверждение доказано.
Также из равенства треугольников следует , то есть отрезок делит угол пополам, значит — биссектриса угла . Что и требовалось доказать.
Типичные ошибки и ловушки
- Принимать за данное то, что нужно доказать («порочный круг»): например, использовать равенство сторон, которое ещё не обосновано.
- Ссылаться на «очевидность» вместо конкретной теоремы или признака — на ОГЭ такие формулировки не засчитываются.
- Путать вписанный и центральный угол, забывать, что вписанный угол равен половине дуги, а не самой дуге.
- Использовать признак равенства или подобия треугольников не полностью: например, утверждать равенство по двум сторонам без указания угла между ними.
- Забывать проверить, что рассматриваемые углы действительно смежные, накрест лежащие или соответственные — это зависит от параллельности прямых, которую тоже нужно обосновать.
- Делать чертёж неточным, из-за чего появляются ложные предположения, например, что отрезки равны только потому, что выглядят так на рисунке.
- Не доводить рассуждение до конца: получить промежуточный факт и забыть явно сформулировать финальный вывод, совпадающий с тем, что требовалось доказать.
Как готовиться
Начать стоит с повторения списка определений и теорем по всем четырём подтемам: треугольники, четырёхугольники, окружности, правильные многоугольники. Полезно составить собственную шпаргалку с формулировками признаков и свойств — не для использования на экзамене, а для того, чтобы прочно их запомнить.
Далее нужно решать задачи по каждой подтеме отдельно, разбирая образцовые доказательства из демонстрационных вариантов и открытого банка заданий ОГЭ. При разборе обращайте внимание не только на итоговый ответ, но и на формулировки шагов — как именно записана ссылка на теорему.
Полезно тренироваться формулировать доказательства письменно, а не устно: на экзамене оценивается именно записанный текст. Постепенно вырабатывается привычка сразу писать «по признаку...», «так как... значит...», что делает решение чётким и полным.
Стоит также разбирать задачи с дополнительными построениями — это одна из самых сложных тем, где чаще всего теряются баллы. Тренировка на разных типах фигур (равнобедренные и прямоугольные треугольники, параллелограммы и трапеции, окружности с касательными и хордами) позволяет быстрее узнавать нужный метод в незнакомой задаче.
Наконец, полезно решать задания на время, приближенное к экзаменационному, чтобы привыкнуть быстро анализировать чертёж и выбирать подходящую теорему без долгих колебаний.
Частые вопросы
Сколько баллов можно получить за задание 24?
Максимум 2 балла. 2 балла ставятся за полное, логически безупречное доказательство со ссылками на теоремы; 1 балл — если идея верна, но есть пробелы в обосновании; 0 баллов — за неверное или отсутствующее решение.
Обязательно ли делать чертёж к задаче?
Да, аккуратный чертёж помогает увидеть связи между элементами и не пропустить нужные данные, но сам по себе он не заменяет письменное доказательство — все шаги нужно обосновать словами и формулами.
Что делать, если данных для прямого применения теоремы не хватает?
Нужно использовать дополнительное построение: провести высоту, диагональ, радиус или отрезок, соединяющий нужные точки, чтобы получить фигуры, к которым применимы известные признаки.
Как отличить вписанный угол от центрального?
Центральный угол имеет вершину в центре окружности, а вписанный — вершину на самой окружности; вписанный угол равен половине дуги, на которую опирается, центральный — равен самой дуге.
Можно ли использовать подобие треугольников вместо равенства?
Да, если фигуры имеют разные размеры, но пропорциональные элементы: подобие даёт равенство углов и пропорциональность сторон, а не их полное совпадение.
Важна ли длина доказательства для получения полного балла?
Нет, важна логичность и обоснованность каждого шага, а не объём текста: короткое, но полное доказательство ценится так же, как и развёрнутое.
Как проверить готовое доказательство перед тем, как сдать работу?
Перечитайте текст и убедитесь, что каждый шаг подкреплён теоремой или определением, а финальный вывод дословно совпадает с тем, что требовалось доказать в условии.