Назад
Задача

Дан неравнобедренный треугольник ABC, AA1 – его биссектриса, A2 – точка касания вписанной окружности со стороной BC. Аналогично определяются точки B1, B2, C1, C2. Пусть O – центр описанной окружности треугольника, I – центр вписанной окружности. Докажите, что радикальный центр описанных окружностей треугольников AA1A2, BB1B2, CC1C2, лежит на прямой OI.

Решение

  Пусть A' – середина дуги BC. Так как  OA' || IA2,  прямые OI и A'A2 пересекаются в точке K – центре гомотетии описанной и вписанной окружностей (см. рис.). Докажем, что K – искомый радикальный центр.   Первый способ. Так как инверсия с центром A' и радиусом A'B меняет местами прямую BC и описанную окружность Ω треугольника ABC, точка A1 переходит в A, а A2 – в точку A'' пересечения прямой A'A2 с описанной окружностью. Следовательно, точки A, A1, A2 и A'' лежат на одной окружности.

  Степень точкиKотносительно описанной окружности треугольникаAA1A2равна  –KA2·KA'' = – r/R AA'·KA'' = r/R s(K),  гдеs(K)  – степень точкиKотносительно Ω.   Очевидно, степени точкиKотносительно описанных окружностей треугольниковBB1B2иCC1C2будут такими же, то естьK– радикальный центр трёх окружностей.   Второй способ. Пусть A', B', C' – середины дуг BC, CA, AB. Тогда треугольник A'B'C' переводится в A2B2C2 гомотетией с коэффициентом r/R и центром K, то есть  KA2 : A'A2 = KB2 : B'B2 = KC2 : C'C2 = k : 1.  Для точек прямой A'A2 разность степеней относительно описанной окружности треугольника AA1A2 и вписанной окружности треугольника ABC является линейной функцией. В точке A2 эта функция равна нулю,

а в точке A'  – r²,  поскольку  A'A1·A'A = A'B² = A'I²  (первое равенсто следует из подобия треугольников A'A1B и A'BA, а второе – из леммы о трезубце – см. задачу 153119). Значит, в точке K эта разность равна  – kr².  Другие аналогичные разности в точке K также равны  – kr²,  откуда и следует требуемое.

Ответ

Ответ задачи отсутствует

Чтобы оставлять комментарии, войдите или зарегистрируйтесь

Комментариев нет