сайты - меню - вход - но­во­сти


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

Дан тре­уголь­ник XBC. Раз­лич­ные точки A_H, A_I, Am та­ко­вы, что X яв­ля­ет­ся ор­то­цен­тром тре­уголь­ни­ка A_HBC, цен­тром впи­сан­ной окруж­но­сти тре­уголь­ни­ка AIBC и точ­кой пе­ре­се­че­ния ме­ди­ан тре­уголь­ни­ка A_MBC. До­ка­жи­те, что если A_HA_M и BC па­рал­лель­ны, то AI  — се­ре­ди­на A_HA_M.

 

(Е. Ба­ка­ев)

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Пусть M  — се­ре­ди­на BC, а Y и Z  — точки, сим­мет­рич­ные X от­но­си­тель­но пря­мой BC и точки M, со­от­вет­ствен­но. Тогда

\angle B Z C=\angle B Y C=\angle B X C=180 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \circ пра­вая круг­лая скоб­ка минус \angle B A_H C,

от­ку­да точки A_H, B, C, Y и Z лежат на одной окруж­но­сти \Omega c цен­тром O и ра­ди­у­сом R. При этом, по­сколь­ку A_H A_M \| B C и A_M X: X M=2, по­лу­ча­ем

A_H X: X Y=A_M X: 2 X M=1,

то есть X  — се­ре­ди­на A_H Y.

Пусть T  — се­ре­ди­на YZ. Тогда OTYX  — пря­мо­уголь­ник, по­это­му T X=O Y=R . Из сим­мет­рии от­но­си­тель­но BC по­лу­ча­ем, что

O B=O C=T B=T C=R.

Зна­чит, T  — центр окруж­но­сти, опи­сан­ной около тре­уголь­ни­ка BXC, то есть, по лемме о тре­зуб­це, се­ре­ди­на дуги BC окруж­но­сти  левая круг­лая скоб­ка A_I B C пра­вая круг­лая скоб­ка .

Пусть K=A_H Y \cap B C, Y Y в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \prime пра­вая круг­лая скоб­ка   — диа­метр окруж­но­сти \Omega, а P и S  — се­ре­ди­ны KM и A_H A_M, со­от­вет­ствен­но. За­ме­тим, что

Y Z=2 K M=A_H A_M=A_H Y в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \prime пра­вая круг­лая скоб­ка .

Зна­чит, TX пе­ре­се­ка­ет от­рез­ки K M и A_H A_M в их се­ре­ди­нах P и S, а также P=Y Y в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \prime пра­вая круг­лая скоб­ка \cap B C . Тогда

B P умно­жить на P C=Y P умно­жить на P Y в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \prime пра­вая круг­лая скоб­ка =T P умно­жить на P S

(по­след­нее ра­вен­ство вы­пол­не­но в силу сим­мет­рии от­рез­ков Y Y в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \prime пра­вая круг­лая скоб­ка и TS от­но­си­тель­но пер­пен­ди­ку­ля­ра к BC в точке P). Зна­чит, TBSC  — впи­сан­ный четырёхуголь­ник, как и T B A_I C. По­сколь­ку A_I и S лежат на T X, от­сю­да сле­ду­ет A_I=S.

За­ме­ча­ние. На по­след­нем шаге можно дей­ство­вать и по-дру­го­му. Пусть K=A_H Y \cap B C, а S  — се­ре­ди­на A_H A_M . Пусть K_M и K_X  — точки, сим­мет­рич­ные K от­но­си­тель­но M и X со­от­вет­ствен­но. Тогда в тре­уголь­ни­ке A_I B C точка K_M  — точка ка­са­ния внев­пи­сан­ной окруж­но­сти с B C, а K_X  — точка впи­сан­ной окруж­но­сти, диа­мет­раль­но про­ти­во­по­лож­ная K. При го­мо­те­тии с цен­тром A_I, пе­ре­во­дя­щей внев­пи­сан­ную во впи­сан­ную, эти точки пе­ре­хо­дят друг в друга  — зна­чит, A_I лежит на K_M K_X . Оста­лось за­ме­тить, что K_M K_X про­хо­дит через S, по­сколь­ку

K_X K: K_X A_H=K K_M: A_H S=2 ,

так что A_I=K_M K_X \cap T X=S .