Задача
Дан остроугольный треугольникABCи точкаP, не совпадающая с точкой пересечения его высот. Докажите, что окружности, проходящие через середины сторон треугольниковPAB,PAC,PBCиABC, а также окружность, проходящая через проекции точкиPна стороны треугольникаABC, пересекаются в одной точке.
Решение
Обозначим серединуAPчерезA1, серединуBCчерезA2, проекцию точкиPнаBCчерезA3. ТочкиB1,B2,B3иC1,C2,C3определим аналогично. Обозначим точку пересечения описанных окружностей треугольниковB1C2A1иC1B2A1черезQ. Докажем, что описанная окружность треугольникаC1B1A2тоже содержит точкуQ.
Заметим, что
A1QC1= 180° −
A1B2C1= 180° −
A1PC1. Аналогично
A1QB1= 180° −
A1PB1. Значит,
B1QC1=
A1QB1+
A1QC1= 360° −
A1PC1−
A1PB1=
B1PC1=B1A2C1.
Следовательно, описанная окружность треугольникаC1B1A2тоже
содержит точкуQ.
Аналогично доказывается, что описанная окружность треугольникаA2B2C2тоже содержит точкуQ.
Осталось доказать, что описанная окружность треугольникаA3B3C3тоже содержит точкуQ. Для этого достаточно показать, что
A3C3B3=
A3QB3. ТочкаC3симметрична точкеPотносительноA1B1. Значит,
A1C3B1=
A1PB1=
A1C2B1. Поэтому точкаC3лежит на описанной окружности треугольникаA1C2B1.

Так как точкиA1,B3,B2,C1,Qлежат на одной окружности и четырёхугольникAB3PC3вписанный (поскольку углыB3иC3в нём прямые), то
B3QC1=
B3A1C1=
C1A1P=
PAB3=
B3C3P.
Аналогично
A3C3P=
A3QC1. Значит,
A3C3B3=
A3C3P+
B3C3P=
B3QC1+
A3QC1=
A3QB3,
что и требовалось доказать.
Другие случаи расположения точек рассматриваются аналогично.
Ответ
Ответ задачи отсутствует
Чтобы оставлять комментарии, войдите или зарегистрируйтесь