Четырёхугольник ABCD описан вокруг окружности с центром в точке O. K, L, M, N — точки касания сторон AB, BC, CD и AD соответственно, KP, LQ, MR и NS — высоты в треугольниках OKB, OLC, OMD, ONA. OP = 15, OA = 32, OB = 64. Найдите длину отрезка QR.
Треугольники OKA и ONA — прямоугольные с общей гипотенузой и катетом, равным радиусу окружности, поэтому они равны. Значит, их высоты падают в одну точку общей гипотенузы, то есть KS — высота в треугольнике OKA. Поэтому точки S и P лежат на окружности с диаметром OK. Аналогично точки R и S лежат на окружности с диаметром ON. Поскольку диаметры этих окружностей равны, градусные меры дуги OS в этих окружностях совпадают. В первой окружности на эту дугу опирается а во второй — значит, эти углы равны. (Именно равны, а не дополняют друг друга до потому что точки P и R лежат по разные стороны от прямой OS, а окружности симметричны относительно неё).
Аналогично Сложив это с предыдущим равенством, получим Аналогично то есть четырёхугольник PRQS — параллелограмм. Значит, вместо длины отрезка QR мы можем найти длину отрезка PS. (Для участников, знакомых с понятием инверсии: можно понять, что вершины четырёхугольника PQRS инверсны вершинам четырёхугольника ABCD относительно нашей окружности, то есть мы только что повторили доказателсьтво теоремы о том, что четырёхугольник, инверсный описанному, является параллелограммом).
По свойству высоты прямоугольного треугольника, Аналогично откуда
Кроме того, угол в треугольниках OBA и OSP общий, поэтому они подобны с коэффициентом k. Значит,
Ответ: 30.