Задача № 1668079, 10, 11 классы4 / 5

Диагонали шестиугольника и радикальная ось

В шестиугольнике A1A2A3A4A5A6A_1A_2A_3A_4A_5A_6 никакие четыре вершины не лежат на одной окружности, а диагонали A1A4A_1A_4, A2A5A_2A_5 и A3A6A_3A_6 пересекаются в одной точке. Обозначим через lil_i радикальную ось окружностей AiAi+1Ai−2A_iA_{i+1}A_{i-2} и AiAi−1Ai+2A_iA_{i-1}A_{i+2} (мы считаем, что точки AiA_i и Ai+6A_{i+6} совпадают). Докажите, что прямые lil_i, i=1,…,6i=1,\ldots,6, пересекаются в одной точке.

Разобрать решение

Зафиксируем точки A1,…,A5A_1,\ldots, A_5 и будем двигать A6A_6 по прямой, проходящей через A3A_3 и точку пересечения диагоналей четырехугольника A1A2A4A5A_1A_2A_4A_5. Заметим, что центр OO окружности A1A2A5A_1A_2A_5 при этом фиксирован, а центр O′O' окружности A1A3A6A_1A_3A_6 движется по серединному перпендикуляру к отрезку A1A3A_1A_3, причем соответствие между A6A_6 и O′O' проективно (так как ∠O′A1A6=π2−∠A6A3A1=const⁡\angle O'A_1A_6=\frac{\pi}{2}-\angle A_6A_3A_1=\operatorname{const}). Поскольку радикальная ось l1l_1 перпендикулярна прямой OO′OO', соответствие между A6A_6 и l1l_1 также проективно, значит, проективно и соответствие между вращающимися вокруг точек A1A_1 и A2A_2 прямыми l1l_1 и l2l_2. Следовательно, точка пересечения этих прямых будет двигаться по некоторой конике. Поскольку обе прямые совпадают с A1A2A_1A_2, когда A6A_6 попадает на окружность A1A2A3A_1A_2A_3, эта коника распадается на A1A2A_1A_2 и еще одну прямую, которая, очевидно, проходит через A3A_3. Кроме того, когда A6A_6 попадает на окружность A2A3A5A_2A_3A_5, точка пересечения лежит на l3l_3, следовательно, она лежит на l3l_3 и при остальных положениях A6A_6. Таким образом, l1l_1, l2l_2 и l3l_3 пересекаются в одной точке. Аналогично получаем, что три оставшихся радикальных оси проходят через ту же точку.

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 № 166807.

Старый дизайн