Назад
Задача

Вписанная окружность неравнобедренного треугольника ABC касается сторон AB, BC и ABC в точках C1, A1 и B1 соответственно. Описанная окружность треугольника A1BC1 пересекает прямые B1A1 и B1C1 в точках A0 и C0 соответственно. Докажите, что ортоцентр H треугольника A0BC0, центр I вписанной окружности треугольника ABC и середина M стороны AC лежат на одной прямой.

Решение

  Рассмотрим описанную окружность треугольника A0BC0. Заметим, что точка I диаметрально противоположна точке B (поскольку  ∠BC1I = 90°). Согласно решению задачи 208600 точки H и I симметричны относительно середины K отрезка A0C0, то есть достаточно доказать, что точки M, I и K лежат на одной прямой (рис. слева). Далее можно рассуждать по-разному.   Первый способ. Пусть T – точка касания вневписанной окружности треугольника ABC со стороной AC. Как известно, точка M – середина отрезка TB1, а прямая BT проходит через точку вписанной окружности, диаметрально противоположную точке B1. Следовательно, прямая MI содержит среднюю линию треугольника BB1T, а значит, делит BB1 пополам.

  Из равенства вписанных углов и теоремы об угле между касательной и хордой следует, что

A0C0B = ∠A0A1B = ∠CA1B1 = ∠CB1A1 = ∠B1C1A1 = ∠C0A0A1,  откуда следует параллельность  BC0 || B1A0.  Аналогично  BA0 || B1C0.  Таким образом, BA0B1C0 – параллелограмм, а значит, середина его диагонали совпадает с точкой K.

  Для других случаев расположения точек A0 и C0 доказательство аналогично.

  Второй способ. Поскольку  ∠BA0I = 90°,  то согласно задаче 215617 точка A0 лежит на биссектрисе угла A. Аналогично C0 лежит на биссектрисе угла C (рис. справа). Медиана прямоугольного треугольника BC0C, проведённая к гипотенузе, очевидно, параллельна AC, то есть C0 (и аналогично A0) лежит на средней линии треугольника ABC. Значит, AC0A0C – трапеция. Осталось воспользоваться замечательным свойством трапеции.
Ответ

Ответ задачи отсутствует

Чтобы оставлять комментарии, войдите или зарегистрируйтесь

Комментариев нет