Тема Изумруд
Планиметрия на Изумруде
Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела изумруд
Решаем задачи

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#79618

Вписанная окружность треугольника ABC  с центром в точке I  касается сторон BC,AC, AB  соответственно в точках D,E,F  . Точки M  и N  симметричны вершине A  относительно прямых DE  и DF  соответственно. Окружности, построенные на отрезках IE  и IF  как на диаметрах, вторично пересекаются в точке K  . Докажите, что K  лежит на прямой MN  .

Источники: Изумруд-2024, 11 (см. izumrud.urfu.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Хочется с самого начала понять, что за точка K нам дана. Заметим, что одна сторона у наших треугольников одинаковая на будущее. К тому же из условия вытекает, что какие-то углы прямые. Тогда чем же является точка K на нашей картинке?

Подсказка 2

Верно, точка K лежит на отрезке FE и является серединой, так как FIE равнобедренный. Теперь когда объекты на картинке так или иначе связаны, то можно вернуться к вопросу задачи. Что если посмотреть на четырёхугольник NFME. Чем в нём является K? Если же K будет лежать на NM, то что должно выполняться?

Подсказка 3

Верно, K середина диагонали и, если NFME будет параллелограммом, то K как раз будет лежать на NM. Осталось доказать это. Причём мы знаем, что NF =AF = AE = EM, как отрезки касательных из одной точки и симметрии. Остаётся только ввести стандартно углы треугольника, посчитать немного, и победа!

Показать доказательство

Проведем FE  . Так как окружности построены на диаметрах,

                ∘
∠F KI =∠EKI = 90

Следовательно, точка K  — середина отрезка F E  , так как FI =IE  и KI  — высота равнобедренного треугольника FIE.

Проведем NF  и EM  . AF = AE  как отрезки касательных, и в силу симметрии получаем NF  =AF = AE = EM.

Обозначим углы ∠ABC  =2β, ∠BCA = 2γ.

PIC

Тогда ∠BF D = ∠BDF = 90∘ − β  . И ∠AF N =180∘− 2β  . Следовательно, ∠NF B = 2β  , и тогда BC||NF.

Аналогичным счетом углов показываем, что ∠CEM  = 2γ  и BC||EM.

NF||EM, NF  =EM

Следовательно, NFME  — параллелограмм. В нем K  — середина диагонали FE  . Диагонали параллелограмма точкой пересечения делятся пополам, поэтому K  — середина NM.

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 2#68190

В неравнобедренном треугольнике ABC  точка K  — середина стороны AB,M  — точка пересечения медиан, I  — центр вписанной окружности. Известно, что         ∘
∠KIB = 90 . Докажите, что MI ⊥ BC  .

Источники: Изумруд-2022, 11.4 (см. izumrud.urfu.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Нужно как-то использовать условие про угол, но углы с серединами сторон обычно очень плохо считаются, нужно как-то использовать, что угол именно прямой...

Подсказка 2

Давайте вспомним, что внутренняя и внешняя биссектрисы одного угла перпендикулярны, это наталкивает нас на мысль рассмотреть...

Подсказка 3

Центр I_a вневписанной окружности! Ведь тогда мы получим, что KI параллельно BI_a.

Подсказка 4

Тогда KI - средняя линия, и мы получаем, что AI=II_a. Мы получили какое-то отношение длин на прямой AI_a. Какой ещё есть факт, связанный с отношениями на этой прямой?

Подсказка 5

Лемма о трезубце! Применив её, мы получим, что IW=WI_a, где W - середина дуги BC. Но это значит, что AI/IW=2/1. Это что-то напоминает... Вспомните, что мы ещё не использовали?

Подсказка 6

Мы ещё ничего не говорили, что точку M пересечения медиан, настало время ей воспользоваться, и тем, что медиана делится в отношении 2/1 точкой M, и задача решится!

Показать доказательство

PIC

Давайте поймем, как реализовать странное условие про угол. Вспомним про то, что внутренняя и внешняя биссектрисы одно и того же угла перпендикулярны. Тогда давайте дополнительно отметим центр вневписанной окружности данного треугольника, касающейся стороны BC.  Пусть это Ia.  Значит,

∠IaBI = ∠BIK = 90∘ ⇐⇒ BIa ∥ KI

Так как AK = KB,  то IK  — средняя линия треугольника ABIa.  По лемме о трезубце W  — середина IIa,  следовательно, CI =IIa = 2IW.  Тогда

-AI = 2
IW    1

Пусть P  — середина стороны BC.  Тогда по свойству медианы:

AM- = 2
MP    1

Тогда

MI ∥W P

Так как W  — середина дуги BC,  не содержащей A,  то

WP ⊥ BC

А это означает требуемое.

Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!