Тема . ПитерГор (Санкт-Петербургская олимпиада)
Планиметрия на Питергоре
Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела питергор (санкт-петербургская олимпиада)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#68469

Точка I
 a  — центр вневписанной окружности треугольника ABC,  касающейся стороны BC  в точке X,  а точка A′ диаметрально противоположна точке A  на описанной окружности этого треугольника. На отрезках       ′   ′
IAX,BA ,CA выбраны точки Y,Z,T  соответственно таким образом, что IAY = BZ = CT =r,  где r — радиус вписанной окружности треугольника ABC.  Докажите, что точки X,Y,Z,T  лежат на одной окружности.

Подсказки к задаче

Подсказка 1

У нас в условии есть центры вписанной и вневписанной окружностей - попробуем посчитать какие-то углы, найти равные…хочется еще равные отрезки как-то использовать, не так ли? Еще заметим, что точки Z, T у нас практически одинаковы по построению, поэтому будет досрочно сделать выводы для одной из них, а потом произнести волшебное «аналогично». Не понятно, как подобраться к углам требуемого «вписанного» четырехугольника, поэтому попробуем доказать, что серединные перпендикуляры к его стороны пересекаются в одной точке.

Подсказка 2

С помощью подсказки 1, учитывая, что угол АВА´ прямой, приходим к тому, что ZBIaY равнобедренная трапеция! Что мы тогда может сказать о серединной перпендикуляре к ZY? А к BIa? Серединный перпендикуляр к последнему отрезку несложно найти с помощью известной леммы, которая ищет такую точку W, что WB = WIa. Аналогичные действия проделывает и с точкой T)

Подсказка 3

Серединные перпендикуляры к ZY и YT проходят через середину дуги BC окружности (ABC) по лемме о Трезубце и в силу того, что эти серединные перпендикуляры совпадают с серединными перпендикулярами к BIa и CIa. Осталось лишь доказать, что серединный перпендикуляр к XY проходит через эту же точку.

Подсказка 4

Для этого отложим на продолжении отрезка XIa за Х такую точку I’, что XI’ = r и подумаем о треугольнике IaI’I.

Показать доказательство

PIC

Из условия сразу следует, что ∠ABZ = 90∘ . Кроме этого, если I  — центр вписанной окружности, то ∠IBIa = 90∘ . Из этих равенств сразу следует, что ∠ZBIa = ∠ABI = ∠AB2C  . Поскольку прямая BIa  — внешняя биссектриса угла ABC  , угол CBIa = 90∘− ∠A2BC  , и поэтому

∠YIaB = ∠XIaB = ∠ABC-.
                 2

Таким образом, BZ =IaY  и ∠ZBIa = ∠YIaB  . Это значит, что четырехугольник BIaYZ  — равнобедренная трапеция. Поэтому серединный перпендикуляр к отрезку YZ  совпадает с серединным перпендикуляром к отрезку BIa  . Последний по лемме о трезубце проходит через середину W  дуги BC  описанной окружности треугольника. Аналогично, через W  проходит и серединный перпендикуляр к отрезку YT.

Осталось понять, почему через W  проходит серединный перпендикуляр к отрезку XY  . Отметим на продолжении отрезка IaX  за точку X  такую точку I′ , для которой XI ′= r  . Иными словами, II′Ia  — прямоугольный треугольник с прямым углом при вершине I′ . По уже упоминавшейся лемме о трезубце, точка W  — середина его гипотенузы 1Ia  . Следовательно, она лежит на серединном перпендикуляре I′I
  a  совпадающем с серединным перпендикуляром к отрезку XY.

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!