Треугольник ABC вписан в окружность с центром O. Прямая AO вторично пересекает окружность в точке A′ . MB и MC — середины сторон AC и AB соответственно. Прямые A′MB и A′MC пересекают окружность вторично в точках B′ и C′ , а также пересекают сторону BC в точках DB и DC соответственно. Описанные окружности треугольников CDBB′ и BDCC′ пересекаются в точках P и Q. Докажите, что точки O, P и Q лежат на одной прямой.
Сделаем поворот с центром в точке O, переводящий в A, и обозначим образ точки C при этом повороте через Пусть X — точка пересечения прямых и Из равенства дуг и легко следует равенство углов
Тогда описанная окружность треугольника при этом повороте переходит в описанную окружность треугольника При этом точка O, очевидно, будет иметь одинаковые степени относительно этих двух окружностей.
Аналогично, рассмотрев поворот с центром в O, переводящий в A и обозначив образ точки B через и точку пересечения с через Y, мы получим, что точка O имеет одинаковые степени относительно описанных окружностей треугольников и
Таким образом, вместо утверждения «точка O лежит на прямой PQ» эквивалентного тому, что точка O имеет одинаковые степени относительно описанных окружностей треугольников и нам достаточно доказать, что точка O имеет одинаковые степени относительно описанных окружностей треугольников и А это эквивалентно тому, что точки X и Y совпадают.
Заметим, что прямая
Следовательно,
откуда