Задача № 1671298, 9, 10, 11 классы4 / 5

Середина диагонали четырехугольника ABCD и касательные к окружностям

Выпуклый четырехугольник ABCDABCD таков, что ∠B=∠D\angle B=\angle D. Докажите, что середина диагонали BDBD лежит на общей внутренней касательной к окружностям, вписанным в треугольники ABCABC и ACDACD.

Разобрать решение

Пусть MM, NN C1C_1, A1A_1 – середины ACAC, BDBD, ABAB, BCBC соответственно. Так как ∠A1NC1=∠D=∠B=∠A1MC1\angle A_1NC_1=\angle D=\angle B=\angle A_1MC_1, точка NN лежит на окружности A1MC1A_1MC_1, которая по теореме Фейербаха касается вписанной в треугольник ABCABC окружности ω1\omega_1. Поэтому, применяя к точкам A1A_1, C1C_1, NN и ω1\omega_1 теорему Кези, можно найти длину xx касательной из NN к ω1\omega_1. Например, для конфигурации на рисунке имеем xAC2=CD2⋅AC−BC2+AD2⋅AB−AC2. x\frac{AC}2=\frac{CD}2\cdot\frac{AC-BC}2+\frac{AD}2\cdot\frac{AB-AC}2.

Аналогично для длины yy касательной из NN к вписанной в треугольник ACDACD окружности ω2\omega_2 имеем yAC2=AB2⋅CD−AC2+BC2⋅AC−AD2. y\frac{AC}2=\frac{AB}2\cdot\frac{CD-AC}2+\frac{BC}2\cdot\frac{AC-AD}2. Складывая эти равенства, получаем, что x+y=(AB+CD−AD−BC)/2x+y=(AB+CD-AD-BC)/2, что равно длине общей внутренней касательной к ω1\omega_1 и ω2\omega_2, следовательно, точка NN лежит на такой касательной. Для других конфигураций решение аналогично.

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 № 167129.

Старый дизайн