Пусть h и l — высота и биссектриса, проведенные из одной вершины треугольника, r и R — радиусы его вписанной и описанной окружностей. Докажите, что
Пусть СL — биссектриса P — точка пересечения биссектрисы с описанной окружностью, I — центр вписанной окружности, О — центр описанной окружности.
1) Угловая величина дуги PB равна углу ACB, угловая величина дуги BC равна Тогда
как внешний угол для треугольника ALC. Но тогда
2) Обозначим угол LCH за α. Тогда С другой стороны, из треугольника РКС находим
по неравенству Коши для среднего арифметического и среднего геометрического.
3) Рассмотрим отдельно произведение
Точка D — основание перпендикуляра, опущенного из точки I на сторону ВС. Проведем диаметр BM, тогда треугольники СDI и ВРМ подобны. Поэтому Откуда
4) В треугольнике BPI:
A угол является внешним для треугольника IBC, поэтому он равен
Таким образом, получается, что треугольник ВРI равнобедренный, а значит, что Но тогда
5) Возвращаясь к пункту 2, имеем:
Что и требовалось доказать