сайты - меню - вход - но­во­сти


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

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 FE \| BC и GE \| BA. До­ка­жи­те, что пря­мая, со­еди­ня­ю­щая цен­тры впи­сан­ных окруж­но­стей тре­уголь­ни­ков DEF и DEG, пер­пен­ди­ку­ляр­на бис­сек­три­се угла B.

 

(Ф. Ба­ха­рев)

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Пусть X и Y  — точки ка­са­ния впи­сан­ной окруж­но­сти тре­уголь­ни­ка ABC со сто­ро­на­ми AB и BC со­от­вет­ствен­но, а точки I_1 и I_2  — цен­тры впи­сан­ных окруж­но­стей тре­уголь­ни­ков EGD и EFD. Не­слож­но по­ка­зать, что ка­са­тель­ная, па­рал­лель­ная хорде, про­хо­дит через се­ре­ди­ну дуги, ко­то­рую стя­ги­ва­ет хорда. Из чего сле­ду­ет, что точка X лежит на пря­мой D I_1, а точка Y  — на пря­мой D I_2 . По свой­ству ка­са­тель­ной \angle X D B=\angle B X E, по­это­му тре­уголь­ни­ки BXE и BDX по­доб­ны и имеет место ра­вен­ство E X: X D=B X: B D . И по ана­ло­гич­ным со­об­ра­же­ни­ям B Y: B D=E Y: Y D . Но B X=B Y, а зна­чит,

 E X: X D=E Y: Y D . \qquad левая круг­лая скоб­ка * пра­вая круг­лая скоб­ка

Далее за­ме­тим, что по лемме Ман­си­о­на XE=XI_1 и EY=YI_2. Под­став­ляя в по­след­нее ра­вен­ство, по­лу­ча­ем, что

XI_1:XD=YI_2:YD,

от­ку­да XY \| I_1I_2.

Те­перь мы можем до­ка­зы­вать, что бис­сек­три­са угла GDF делит по­по­лам от­ре­зок XY, и это будет рав­но­силь­но утвер­жде­нию за­да­чи. Пусть еще \angle GDX= \angle XDE = альфа , \angle EDY = \angle НВА= бета , и бис­сек­три­са угла GDF пе­ре­се­ка­ет вто­рич­но впи­сан­ную в тре­уголь­ник ABC окруж­ность в точке E1. Тогда \angle GDE_1= \angle E_1DF = альфа плюс бета , и \andle YDE_1= альфа .

В силу по­след­не­го ра­вен­ства, дуги, а зна­чит, и хорды, EX и E1Y равны, и E_1X = EY. Под­став­ляя эти ра­вен­ства в (∗), по­лу­ча­ем E_1Y : XD = E_1X : Y D, т. е. E_1Y умно­жить на Y D =E_1X умно­жить на XD.

До­мно­жая по­след­нее ра­вен­ство на

 синус \angle E_1 Y D= синус \angle E_1 X D,

по­лу­ча­ем ра­вен­ство пло­ща­дей S_E_1 Y D=S_E_1 X D, что, оче­вид­но, воз­мож­но толь­ко в том слу­чае, когда DE1 делит XY по­по­лам.