Задача № 1670309, 10, 11 классы2 / 5

Параллельность линий в треугольнике ABC

В остроугольном треугольнике ABCABC проведена биссектриса ALAL. На продолжении отрезка LALA за точку AA выбрана точка KK так, что AK=ALAK = AL. Описанные окружности треугольников BLKBLK и CLKCLK пересекают отрезки ACAC и ABAB в точках PP и QQ соответственно. Докажите, что прямые PQPQ и BCBC параллельны.

Разобрать решение

Решение 1:Рассмотрим отрезок KLKL, он является общей хордой окружностей, описанных около треугольников BLKBLK и CLKCLK. Точка AA – середина KLKL, поэтому она лежит на линии центров O1O2O_1O_2 этих окружностей. Продлим BABA и CACA до пересечения с окружностями в точках C1C_1 и B1B_1 соответственно. В силу симметрии получившейся конструкции относительно прямой O1O2O_1O_2 отрезки ABAB и ACAC равны отрезкам AB1AB_1 и AC1AC_1 соответственно. Введём следующие обозначения: BL=mBL =m, CL=nCL =n, BA=AB1=cBA =AB_1 =c, CA=AC1=bCA =AC_1 =b, AQ=xAQ =x, AP=yAP =y. По свойству секущей m(m+n)=BL⋅BC=BQ⋅BC1=(BA−QA)⋅BC1=(c−x)(b+c)m(m+n) =BL\cdot BC =BQ\cdot BC_1 =(BA-QA)\cdot BC_1 =(c-x)(b+c). Аналогично, для секущих CBCB и CB1CB_1 получаем n(m+n)=(b−y)(b+c)n(m+n) =(b-y)(b+c). Разделив одно равенство на другое, получим mn=c−xb−y\frac{m}{n} =\frac{c-x}{b-y}. По свойству биссектрисы ALAL треугольника ABCABC получаем mn=BLLC=ABAC=cb\frac{m}{n} =\frac{BL}{LC} =\frac{AB}{AC} =\frac{c}{b}. Отсюда cb=c−xb−y\frac{c}{b} =\frac{c-x}{b-y}, или c(b−y)=b(c−x)c(b-y) =b(c-x). Раскрывая скобки и приводя подобные члены, получаем cy=bxcy =bx, или yb=xc\frac{y}{b} =\frac{x}{c}, откуда, по обратной теореме о пропорциональных отрезках, следует, что QP∥BCQP\parallel BC.

Решение 2:Отметим точки B1B_1 и C1C_1, симметричные точкам BB и CC относительно внешней биссектрисы угла BACBAC. Так как эта внешняя биссектриса перпендикулярна KLKL, она является серединным перпендикуляром к отрезку KLKL, т. е. совпадает с прямой O1O2O_1O_2, соединяющей центры окружностей. Поскольку KLKL является общей хордой окружностей (BLK)(BLK) и (CLK)(CLK), при симметрии относительно O1O2O_1O_2 они переходят в себя, поэтому точки B1B_1 и C1C_1 лежат на (BLK)(BLK) и (CLK)(CLK) соответственно. Заметим, что AB1⋅AP=KA⋅AL=AC1⋅AQAB_1 \cdot AP = KA \cdot AL = AC_1 \cdot AQ, поэтому AB⋅AP=AC⋅AQAB\cdot AP =AC\cdot AQ, откуда ABAQ=ACAP\frac{AB}{AQ} =\frac{AC}{AP}. По обратной теореме о пропорциональных отрезках получаем QP∥BCQP\parallel BC. Это решение можно окончить иначе. Заметим, что из соотношения AB1⋅AP=AC1⋅AQAB_1 \cdot AP = AC_1 \cdot AQ следует, что четырехугольник B1QPC1B_1QPC_1 – вписанный, поэтому ∠AQP=∠C1B1A=∠ABC\angle{AQP} = \angle{C_1B_1A} = \angle{ABC}, откуда вытекает требуемое.

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 № 167030.

Старый дизайн