Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела четырёхугольники
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#67655

Пусть ABCD  — параллелограмм, отличный от прямоугольника, а точка P  выбрана внутри него так, что описанные окружности треугольников PAB  и PCD  имеют общую хорду, перпендикулярную AD.  Докажите, что радиусы данных окружностей равны.

Источники: ММО-2023, 11.2 (см. mmo.mccme.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Часто в геометрии полезно избавиться от ненужных объектов на картинке. В данном случае это общая хорда окружностей. Как можно переформулировать то что она перпендикулярна AD?

Подсказка 2

Это равносильно тому, что линия центров окружностей параллельна AD!

Подсказка 3

Теперь посмотрите на картинку повнимательнее: между двумя окружностями, которые должны быть равны, есть много общего...

Подсказка 4

Центры обеих окружностей лежат на линии центров, параллельной AD, а также центр первой лежит на...

Подсказка 5

Серединном перпендикуляре к AB! А центр второй - на серединном перпендикуляре к CD. Теперь просто нужно понять, что картинка (AB и центр первой окружности) равна картине (CD и центр второй окружности).

Показать доказательство

PIC

Первое решение.

Заметим, что линия центров O1O2  перпендикулярна общей хорде данных окружностей, а значит параллельна прямым AD  и BC.  Пусть M  - середина отрезка AB,  N  - середина отрезка CD.  Тогда O1M  ⊥AB,  O2N ⊥CD  и, поскольку AB||CD,  прямые O1M  и O2N  параллельны. Далее, O1O2||AD  и при этом AD ||MN,  поэтому O1O2||MN.  Заключаем, что четырёхугольник O1MNO2  — параллелограмм по определению, следовательно O1M = O2N.  Кроме того, поскольку отрезки MB  и NC  равны, то по двум катетам будут равны прямоугольные треугольники O1MB  и O2NC,  следовательно, равны их гипотенузы O1B  и O2C,  являющиеся также радиусами наших окружностей, что и требовалось доказать

Первое решение.

Предположим противное, радиусы окружностей ω1  и ω2,  описанных около треугольников PAB  и P CD  соответственно, различны.

При параллельном переносе на −−→
CB  отрезок CD  перейдет в отрезок AB,  окружность ω2  перейдёт в окружность ω3,  а прямая O1O2  перейдёт в себя. Причём ω3  не может совпадать с ω1,  поскольку их радиусы различны. Поэтому линия центров O3O1,  совпадающая с прямой O1O2,  перпендикулярна общей хорде AB.  Таким образом, прямая AB  параллельна общей хорде окружностей ω1  и ω2  и, следовательно, перпендикулярна прямой AD.  Но тогда параллелограмм ABCD  является прямоугольников, что противоречит условию задачи. Следовательно, радиусы окружностей ω1  и ω2  равны.

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное обучение
в Школково

Для детей ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Брянской областей, а также школьникам, находящимся в пунктах временного размещения Крыма обучение на платформе бесплатное.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ или олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!