Тема . САММАТ (Самарская математическая олимпиада)
Планиметрия на САММАТе
Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела саммат (самарская математическая олимпиада)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#70386

Дан треугольник △ABC  с острым углом ∠A  такой, что AB ⁄=AC.  На сторонах AB  и AC  вне треугольника построены квадраты ABDE  и ACF G  с центрами K  и L.  Оказалось, что точки D,E,F  и G  лежат на одной окружности ω  с центром O.  Доказать, что точка M  пересечения прямых BE  и CG  лежит на окружности ω.

Источники: САММАТ-2023, 11.10 (см. sammat.samgtu.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Если после того, как вы нарисовали рисунок, вам показалось, что DF- диаметр нашей окружности, то вы на верном пути! Попробуйте для начала понять, как связана точка I, центр описанной окружности треугольника △ABC, с точкой O, а потом придумаем что-нибудь с DF.

Подсказка 2

Мы знаем, что I- точка пересечения серперов к AB и AC, а O- точка пересечения серперов к DE и FG. Но тогда I=O. Мы хотим, чтобы DF оказался диаметром. Давайте докажем, что E, A и F лежат на одной прямой...

Подсказка 3

Если это не так, то EA пересекает нашу окружность в точке T, отличной от F. Продлим прямые FC и DB до пересечения в точке Z. Посмотрите на точку O и подумайте, каким является четырехугольник DATZ...

Подсказка 4

Т.к. O является одновременно серединой AZ и DT ⇒ DATZ- параллелограмм ⇒ TZ=AD и ∠ATZ=45°. Что мы можем сказать про четырехугольник AFTZ?

Подсказка 5

Он вписан, ведь ∠AFZ=∠ATZ=45°. Отрезки OF и OT равны как радиусы. Тогда O лежит на серпере к AZ и на серпере к FT. Что это нам дает?

Подсказка 6

Если эти серперы не совпадают, то O- центр описанной окружности AFTZ, что противоречит тому, что ∠ATZ=45°. Тогда они совпадают ⇒ AFTZ- равнобокая трапеция. На какое противоречие с условием это нас наводит?

Подсказка 7

Если это так, то AD=ZT=AF ⇒ AB=AC, что не так. Ура!! Мы доказали, что наше предположение неверно, а это значит, что E, A и F лежат на одной прямой. Аналогично G, A и D лежат на одной прямой. Тогда для полного счастья нам осталось лишь доказать, что ∠EMG=∠EDG=45°...

Подсказка 8

Посмотрим на четырехугольник KALM: ∠AKM=∠ALM=90°. Тогда ∠EMG=180°-∠KAL. Докажите, что ∠KAL=135° и наслаждайтесь победой!

Показать доказательство

PIC

Заметим, что O  — точка пересечения сер. перп. к GF  , ED  , но GF∥AC  и ED∥AB =⇒ O  — точка пересечения сер. перп. к AC  и AB =⇒ O  — центр описанной окружности △ABC  .

Докажем, что E  , A  и F  лежат на одной прямой.

Пусть это не так, тогда EA  пересекает нашу окружность в точке T  , отличной от F  . Продлим прямые F C  и DB  до пересечения в точке Z  .

PIC

Т.к. O  является одновременно серединой AZ  (HJ∥DB  и AJ = JB =⇒ △AJO ∼ △ABZ  с коэффициентом 2) и             ∘
DT (∠T ED =90 =⇒ DT  — диаметр) =⇒ DAT Z  — параллелограмм, тогда TZ = AD  и                ∘
∠ATZ = ∠ADZ = 45 = ∠AF Z =⇒ AT FZ  — вписанный. Отрезки OF  и OT  равны как радиусы. Тогда O  лежит на сер. перп. к FT  и на сер. перп. к AZ  .

Если эти сер. перп. не совпадают, то O  — центр описанной окружности ATFZ  , что противоречит тому, что         ∘
∠ATZ = 45 . Тогда они совпадают =⇒ ATF Z  — равнобокая трапеция.

Если это так, то AD = ZT =AF =⇒ AB = AC  , что не так. Значит, наше предположение неверно, и E  , A  и F  лежат на одной прямой. Аналогично G  , A  и D  лежат на одной прямой.

PIC

Рассмотрим четырехугольник KALM  : ∠AKM  = ∠ALM = 90∘ =⇒ KALM  — вписанный =⇒  ∠KML = 180∘ − ∠KAL  , но ∠KAL  =180∘− ∠EAD = 180∘− 45∘ =135∘ и ∠EMG  =45∘ = ∠EDG =⇒ EDMG  — вписанный =⇒ M  лежит на окружности ω  .

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!