Две окружности пересекаются в точках Р и М. На первой окружности выбрана произвольная точка А, отличная от Р и М и лежащая внутри второй окружности, лучи РА и МА вторично пересекают вторую окружность в точках В и С соответственно. Доказать, что прямая, проходящая через А и центр первой окружности, перпендикулярна ВС.
Пусть Е — точка первой окружности, диаметрально противоположная А. Нам нужно доказать, что прямые АЕ и ВС перпендикулярны. Точка Е может лежать как вне второй окружности, так и внутри неё, либо может совпадать с Р или М.
1. Точка А лежит внутри второй окружности, Е не совпадает с Р или М. Обозначим точку пересечения ВС и прямой АЕ за Т. Тогда как вписанные во вторую окружность, опирающиеся на общую хорду РС, и как вписанные в первую окружность, опирающиеся на общую хорду РА. Следовательно, четырёхугольник ВТРЕ вписанный, поэтому
2. Точка А лежит внутри второй окружности, и Е совпадает, скажем, с Р, то четырёхугольник СВМР вписанный, поэтому и прямые АЕ и ВС перпендикулярны.