Задача № 16665810, 11 классы4 / 5

Пересечение прямых касательных окружностей в одной точке

Окружности α\alpha, β\beta, γ\gamma касаются друг друга внешним образом и касаются изнутри окружности Ω\Omega в точках A1A_1, B1B_1, C1C_1 соответственно. Общая внутренняя касательная к α\alpha и β\beta пересекает не содержащую C1C_1 дугу A1B1A_1B_1 в точке C2C_2. Точки A2A_2, B2B_2 определяются аналогично. Докажите, что прямые A1A2A_1A_2, B1B2B_1B_2, C1C2C_1C_2 пересекаются в одной точке.

Разобрать решение

Пусть касательные к Ω\Omega в точках A1A_1, B1B_1, C1C_1 образуют треугольник ABCABC. Для определенности будем считать, что Ω\Omega – вписанная (а не вневписанная) окружность этого треугольника. Заметим, что, например, точка CC является радикальным центром окружностей α\alpha, β\beta и Ω\Omega, т.е. лежит на общей внутренней касательной к окружностям α\alpha и β\beta. Кроме того, общие касательные к окружностям α\alpha, β\beta, γ\gamma пересекаются в их радикальном центре – точке XX. Поэтому утверждение задачи можно переформулировать следующим образом. Дан треугольник ABCABC и точка XX, лежащая внутри его вписанной окружности. Отрезки XAXA, XBXB, XCXC пересекают окружность в точках A2A_2, B2B_2, C2C_2, а стороны треугольника касаются ее в точках A1A_1, B1B_1, C1C_1. Тогда прямые A1A2A_1A_2, B1B2B_1B_2, C1C2C_1C_2 пересекаются в одной точке.

Применив теорему синусов к треугольникам A1CC2A_1CC_2 и B1CC2B_1CC_2, получим A1C2B1C2=sin⁡∠A1CC2sin⁡∠B1CC2⋅sin⁡∠CB1C2sin⁡∠CA1C2=sin⁡∠A1CC2sin⁡∠B1CC2⋅B1C2A1C2. \frac{A_1C_2}{B_1C_2} = \frac{\sin\angle A_1CC_2}{\sin\angle B_1CC_2} \cdot \frac{\sin\angle CB_1C_2}{\sin\angle CA_1C_2} = \frac{\sin\angle A_1CC_2}{\sin\angle B_1CC_2} \cdot \frac{B_1C_2}{A_1C_2}. Теперь, применив теорему Чевы к треугольникам ABCABC и A1B1C1A_1B_1C_1, получим нужное утверждение.

Обсуждение

0

Комментариев пока нет.

Чтобы оставить комментарий, войдите в аккаунт.

Версии задачи

Выберите доступную версию задачи. Текущая версия отмечена в списке.

Сообщить об ошибке

Опишите неточность в условии, ответе или решении задачи № 166658.

Старый дизайн