Емельянов Л.А. — олимпиадные задачи по математике
Дан выпуклый четырёхугольник<i> ABCD </i>, и проведены биссектрисы<i> l<sub>A</sub> </i>,<i> l<sub>B</sub> </i>,<i> l<sub>C</sub> </i>,<i> l<sub>D</sub> </i>внешних углов этого четырёхугольника. Прямые<i> l<sub>A</sub> </i>и<i> l<sub>B</sub> </i>пересекаются в точке<i> K </i>, прямые<i> l<sub>B</sub> </i>и<i> l<sub>C</sub> </i>– в точке<i> L </i>, прямые<i> l<sub>C</sub> </i>и<i> l<sub>D</sub> </i>– в точке<i> M </i>, прямые<i> l<sub>D</sub> </i>и<i> l<sub>A</sub> &...
Пусть точка<i> A' </i>лежит на одной из сторон трапеции<i> ABCD </i>, причём прямая<i> AA' </i>делит площадь трапеции пополам. Точки<i> B' </i>,<i> C' </i>и<i> D' </i>определяются аналогично. Докажите, что точка пересечения диагоналей четырёхугольников<i> ABCD </i>и<i> A'B'C'D' </i>симметричны относительно середины средней линии трапеции<i> ABCD </i>.
Три окружности ω<sub>1</sub>, ω<sub>2</sub> и ω<sub>3</sub> радиуса <i>r</i> проходят через точку <i>S</i> и касаются внутренним образом окружности ω радиуса <i>R</i> (<i>R > r</i>) в точках <i>T</i><sub>1</sub>, <i>T</i><sub>2</sub> и <i>T</i><sub>3</sub> соответственно. Докажите, что прямая <i>T</i><sub>1</sub><i>T</i><sub>2</sub> проходит через вторую (отличную от <i>S</i>) точку пересечения окружностей ω<sub>1</sub> и ω<sub>2</sub>.
В треугольнике<i> ABC </i>медианы<i> AA' </i>,<i> BB' </i>и<i> CC' </i>продлили до пересечения с описанной окружностью в точках<i> A</i>0,<i> B</i>0и<i> C</i>0соответственно. Известно, что точка<i> M </i>пересечения медиан треугольника<i> ABC </i>делит отрезок<i> AA</i>0пополам. Докажите, что треугольник<i> A</i>0<i>B</i>0<i>C</i>0– равнобедренный.
Даны две окружности, касающиеся внутренним образом в точке<i> N </i>. Хорды<i> BA </i>и<i> BC </i>внешней окружности касаются внутренней в точках<i> K </i>и<i> M </i>соответственно. Пусть<i> Q </i>и<i> P </i>– середины дуг<i> AB </i>и<i> BC </i>, не содержащих точку<i> N </i>. Окружности, описанные около треугольников<i> BQK </i>и<i> BPM </i>, пересекаются в точке<i> B</i>1. Докажите, что<i> BPB</i>1<i>Q </i>– параллелограмм.
В параллелограмме <i>ABCD</i> на сторонах <i>AB</i> и <i>BC</i> выбраны точки <i>M</i> и <i>N</i> соответственно, причём <i>AM = CN, Q</i> – точка пересечения отрезков <i>AN</i> и <i>CM</i>.
Докажите, что <i>DQ</i> – биссектриса угла <i>D</i>.
Пусть <i>A'</i> – точка касания вневписанной окружности треугольника <i>ABC</i> со стороной <i>BC</i>. Прямая <i>a</i> проходит через точку <i>A'</i> и параллельна биссектрисе внутреннего угла <i>A</i>. Аналогично строятся прямые <i>b</i> и <i>c</i>. Докажите, что прямые <i>a, b</i> и <i>c</i> пересекаются в одной точке.
На одной стороне угла с вершиной <i>O</i> взята точка <i>A</i>, а на другой – точки <i>B</i> и <i>C</i>, причём точка <i>B</i> лежит между <i>O</i> и <i>C</i>. Проведена окружность с центром <i>O</i><sub>1</sub>, вписанная в треугольник <i>OAB</i>, и окружность с центром <i>O</i><sub>2</sub>, касающаяся стороны <i>AC</i> и продолжений сторон <i>OA</i> и <i>OC</i> треугольника <i>AOC</i>. Докажите, что если <i>O</i><sub>1</sub><i>A = O</i><sub>2</sub><i>A</i>, то треугольник <i>ABC</i> равнобедренный.
В равнобедренном треугольнике <i>ABC</i> (<i>AB = BC</i>) средняя линия, параллельная стороне <i>BC</i>, пересекается со вписанной окружностью в точке <i>F</i>, не лежащей на основании <i>AC</i>. Докажите, что касательная к окружности в точке <i>F</i> пересекается с биссектрисой угла <i>C</i> на стороне <i>AB</i>.
Пусть <i>AA</i><sub>1</sub>, <i>BB</i><sub>1</sub>, <i>CC</i><sub>1</sub> – высоты остроугольного треугольника <i>ABC, O<sub>A</sub>, O<sub>B</sub>, O<sub>C</sub></i> – центры вписанных окружностей треугольников <i>AB</i><sub>1</sub><i>C</i><sub>1</sub>, <i>BC</i><sub>1</sub><i>A</i><sub>1</sub>, <i>CA</i><sub>1</sub><i>B</i><sub>1</sub> соответственно; <i>T<sub>A</sub>, T<sub>B</sub>, T<sub>C</sub></i> – точки касания вписанной окружности треугольника <i>ABC</i> со сторо...
Дан выпуклый четырёхугольник без параллельных сторон. Для каждой тройки его вершин строится точка, дополняющая эту тройку до параллелограмма, одна из диагоналей которого совпадает с диагональю четырёхугольника. Доказать, что из четырёх построенных точек ровно одна лежит внутри исходного четырёхугольника.
Найти все равнобедренные треугольники, которые нельзя разрезать на три равнобедренных треугольника с одинаковыми боковыми сторонами.
Существует ли правильная треугольная призма, которую можно оклеить (без наложений) различными равносторонними треугольниками? (Разрешается перегибать треугольники через рёбра призмы.)
Докажите неравенство <img align="absmiddle" src="/storage/problem-media/98473/problem_98473_img_2.gif"> при любых натуральных <i>n</i> и <i>k</i>.
Вневписанные окружности касаются сторон <i>AC</i> и <i>BC</i> треугольника <i>ABC</i> в точках <i>K</i> и <i>L</i>. Докажите, что прямая, соединяющая середины <i>KL</i> и <i>AB</i>,
а) делит периметр треугольника <i>ABC</i> пополам;
б) параллельна биссектрисе угла <i>ACB</i>.
В остроугольном треугольнике $ABC$ $H$ – ортоцентр; $A_1$, $B_1$, $C_1$ – точки касания вписанной окружности с $BC$, $CA$, $AB$ соответственно; $E_A$, $E_B$, $E_C$ – середины $AH$, $BH$, $CH$ соответственно; окружность с центром $E_A$, проходящая через $A$, повторно пересекает биссектрису угла $A$ в точке $A_2$; точки $B_2$, $C_2$ определены аналогично. Докажите, что треугольники $A_1B_1C_1$ и $A_2B_2C_2$ подобны.
В остроугольном треугольнике $ABC$ $CM$ – медиана, $P$ – проекция ортоцентра $H$ на биссектрису угла $C$. Докажите, что $MP$ делит отрезок $CH$ пополам.
В треугольнике $ABC$ вписанная окружность $\omega$ касается сторон $BC$, $CA$, $AB$ в точках $A_1$, $B_1$ и $C_1$ соответственно, $P$ – произвольная точка этой окружности. Прямая $AP$ вторично пересекает описанную окружность треугольника $AB_1C_1$ в точке $A_2$. Аналогично строятся точки $B_2$ и $C_2$. Докажите, что описанная около треугольника $A_2B_2C_2$ окружность касается $\omega$.
Точка $I$ – центр вписанной окружности треугольника $ABC$, а $T$ – точка касания этой окружности со стороной $AC$. Пусть $P$ и $Q$ – ортоцентры треугольников $BAI$ и $BCI$. Докажите, что точки $T$, $P$, $Q$ лежат на одной прямой.
Окружности $s_1$ и $s_2$ пересекаются в точках $A$ и $B$. Через точку $A$ проводятся всевозможные прямые, вторично пересекающие окружности в точках $P_1$ и $P_2$. Постройте циркулем и линейкой ту прямую, для которой $P_1A\cdot AP_2$ принимает наибольшее значение.
Дан треугольник $ABC$. Прямая $AB$ касается его вписанной окружности в точке $C'$, а вневписанной, касающейся стороны $BC$, – в точке $C'_a$. Аналогично определяются точки $C'_b$, $C'_c$, $A'$, $A'_a$, $A'_b$, $A'_c$, $B'$, $B'_a$, $B'_b$, $B'_c$. Рассмотрим длины 12 отрезков – высот треугольников $A'B'C'$, $A'_aB'_aC'_a$, $A'_bB'_bC'_b$, $A'_cB'_cC'_c$. а) Какое наибольшее число различных может быть среди них?
б) Найдите все возможные количества различных длин.
В выпуклом четырехугольнике $ABCD$ точки $K$, $L$, $M$, $N$ – середины сторон $BC$, $CD$, $DA$, $AB$ соответственно. Отрезки $AK$, $BL$, $CM$, $DN$, пересекаясь, делят друг друга на три части. Оказалось, что отношение длины средней части к длине всего отрезка одно и то же для всех четырех отрезков. Верно ли, что $ABCD$ – параллелограмм?
Докажите, что две изотомические прямые треугольника не могут пересекаться внутри его серединного треугольника. (<i> Изотомическими прямыми треугольника $ABC$ называются две прямые, точки пересечения которых с прямыми $BC$, $CA$, $AB$ симметричны относительно середин соответствующих сторон треугольника</i>.)
Стороны треугольника разделены основаниями биссектрис на два отрезка каждая. Обязательно ли из шести образовавшихся отрезков можно составить два треугольника?
Докажите, что сумма двух нагелиан больше полупериметра треугольника.