Окружность, вписанная в треугольник ABC, касается стороны AC в точке D. Отрезок BD повторно пересекает окружность в точке E. Точки F и G на окружности таковы, что и Докажите, что прямая, соединяющая центры вписанных окружностей треугольников DEF и DEG, перпендикулярна биссектрисе угла B.
(Ф. Бахарев)
Пусть X и
Далее заметим, что по лемме Мансиона и Подставляя в последнее равенство, получаем, что
откуда
Теперь мы можем доказывать, что биссектриса угла GDF делит пополам отрезок XY, и это будет равносильно утверждению задачи. Пусть еще и биссектриса угла GDF пересекает вторично вписанную в треугольник ABC окружность в точке E1. Тогда и
В силу последнего равенства, дуги, а значит, и хорды, EX и E1Y равны, и Подставляя эти равенства в (∗), получаем т. е.
Домножая последнее равенство на
получаем равенство площадей что, очевидно, возможно только в том случае, когда DE1 делит XY пополам.