Олимпиадные задачи из источника «VI Олимпиада по геометрии имени И.Ф. Шарыгина (2010 г.)» для 4-8 класса

На хорде <i>AC</i> окружности ω выбрали точку <i>B</i>. На отрезках <i>AB</i> и <i>BC</i> как на диаметрах построили окружности ω₁ и ω₂ с центрами <i>O</i>₁ и <i>O</i>₂, которые пересекают ω второй раз в точках <i>D</i> и <i>E</i> соответственно. Лучи <i>O</i>₁<i>D</i> и <i>O</i>₂<i>E</i> пересекаются в точке <i>F</i>. Лучи <i>AD</i> и <i>CE</i> пересекаются в точке <i>G</i>.

Докажите, что прямая <i>FG</i> проходит через середину <i>AC</i>....

В остроугольном треугольнике <i>ABC  AA</i>₁, <i>BB</i>₁ и <i>CC</i>₁ – высоты. Прямые <i>AA</i>₁ и <i>B</i>₁<i>C</i>₁ пересекаются в точке <i>K</i>. Окружности, описанные вокруг треугольников <i>A</i>₁<i>KC</i>₁ и <i>A</i>₁<i>KB</i>₁, вторично пересекают прямые <i>AB</i> и <i>AC</i> в точках <i>N</i> и <i>L</i> соответственно. Докажите, что

  а) сумма диаметров этих окружностей равна...

В прямоугольном треугольнике <i>ABC  CH</i> – высота, проведённая к гипотенузе. Окружность с центром <i>H</i> и радиусом <i>CH</i> пересекает больший катет <i>AC</i> в точке <i>M</i>. Точка <i>B'</i> симметрична точке <i>B</i> относительно <i>H</i>. В точке <i>B'</i> восставлен перпендикуляр к гипотенузе, который пересекает окружность в точке <i>K</i>. Докажите, что:

  а)  <i>B'M || BC</i>;

  б)  <i>AK</i> – касательная к окружности.

Выпуклый <i>n</i>-угольник разрезан на три выпуклых многоугольника. У одного из них <i>n</i> сторон, у другого – больше чем <i>n</i>, у третьего – меньше чем <i>n</i>.

Каковы возможные значения <i>n</i>?

Дан треугольник <i>ABC</i>. С помощью двусторонней линейки, проведя не более восьми линий, постройте на стороне <i>AB</i> такую точку <i>D</i>, что

<i>AD</i> : <i>BD = BC</i> : <i>AC</i>.

Назовём точку внутри треугольника <i>хорошей</i>, если три проходящие через неё чевианы равны. В треугольнике <i>ABC</i> стороны <i>AB</i> и <i>BC</i> равны, а количество хороших точек нечётно. Чему оно может быть равно?

В треугольнике <i>ABC</i> проведена высота <i>AH</i>. Точки <i>I_b</i> и <i>I_c</i> – центры вписанных окружностей треугольников <i>ABH</i> и <i>CAH</i>; <i>L</i> – точка касания вписанной окружности треугольника <i>ABC</i> со стороной <i>BC</i>. Найдите угол <i>LI_bI_c</i>.

Через вершину <i>B</i> треугольника <i>ABC</i> проведена прямая, перпендикулярная медиане <i>BM</i>. Эта прямая пересекает высоты, выходящие из вершин <i>A</i> и <i>C</i> (или их продолжения), в точках <i>K</i> и <i>N</i>. Точки <i>O</i>₁ и <i>O</i>₂ – центры описанных окружностей треугольников <i>ABK</i> и <i>CBN</i> соответственно. Докажите, что  <i>O</i>₁<i>M = O</i>₂<i>M</i>.

На стороне <i>BC</i> равностороннего треугольника <i>ABC</i> взяты такие точки <i>M</i> и <i>N</i> (<i>M</i> лежит между <i>B</i> и <i>N</i>) , что  ∠<i>MAN</i> = 30°.  Описанные окружности треугольников <i>AMC</i> и <i>ANB</i> пересекаются в точке <i>K</i>. Докажите, что прямая <i>AK</i> содержит центр описанной окружности треугольника <i>AMN</i>.

На высоте <i>BD</i> треугольника <i>ABC</i> взята такая точка <i>E</i>, что  ∠<i>AEC</i> = 90°.  Точки <i>O</i>₁ и <i>O</i>₂ – центры описанных окружностей треугольников <i>AEB</i> и <i>CEB; F, L</i> – середины отрезков <i>AC</i> и <i>O</i>₁<i>O</i>₂. Докажите, что точки <i>L, E, F</i> лежат на одной прямой.

Диагонали вписанного четырёхугольника <i>ABCD</i> пересекаются в точке <i>N</i>. Описанные окружности треугольников <i>ANB</i> и <i>CND</i> повторно пересекают стороны <i>BC</i> и <i>AD</i> в точках <i>A</i>₁, <i>B</i>₁, <i>C</i>₁, <i>D</i>₁. Докажите, что четырёхугольник <i>A</i>₁<i>B</i>₁<i>C</i>₁<i>D</i>₁ вписан в окружность с центром <i>N</i>.

Точки <i>A', B', C'</i> лежат на сторонах <i>BC, CA, AB</i> треугольника <i>ABC</i>. Точка <i>X</i> такова, что  ∠<i>AXB</i> = ∠<i>A'C'B'</i> + ∠<i>ACB</i>  и  ∠<i>BXC</i> = ∠<i>B'A'C'</i> + ∠<i>BAC</i>.

Докажите, что четырёхугольник <i>XA'BC'</i> – вписанный.

В прямоугольном треугольнике <i>ABC</i>  (∠<i>C</i> = 90°)  биссектрисы <i>AA</i>₁ и <i>BB</i>₁ пересекаются в точке <i>I</i>. Пусть <i>O</i> – центр описанной окружности треугольника <i>CA</i>₁<i>B</i>₁. Докажите, что  <i>OI</i> ⊥ <i>AB</i>.

Существует ли треугольник, в котором одна сторона равна какой-то из его высот, другая – какой-то из биссектрис, а третья – какой-то из медиан?

Прямая, проходящая через вершину <i>B</i> треугольника <i>ABC</i>, пересекает сторону <i>AC</i> в точке <i>K</i>, а описанную окружность в точке <i>M</i>.

Найдите геометрическое место центров описанных окружностей треугольников <i>AMK</i>.

Окружность, вписанная в прямоугольный треугольник <i>ABC</i>  (∠<i>ABC</i> = 90°),  касается сторон <i>AB, BC, AC</i> в точках <i>C</i>₁, <i>A</i>₁, <i>B</i>₁ соответственно. Вневписанная окружность касается стороны <i>BC</i> в точке <i>A</i>₂. <i>A</i>₀ – центр окружности, описанной около треугольника <i>A</i>₁<i>A</i>₂<i>B</i>₁; аналогично определяется точка <i>C</i>₀. Найдите угол <i>A</i>₀<i&...

В треугольнике <i>ABC</i> отметили точки <i>A'</i>, <i>B'</i> касания сторон <i>BC, AC</i> c вписанной окружностью и точку <i>G</i> пересечения отрезков <i>AA'</i> и <i>BB'</i>. После этого сам треугольник стерли. Восстановите его с помощью циркуля и линейки.

Для каждой вершины треугольника <i>ABC</i> нашли угол между высотой и биссектрисой, проведёнными из этой вершины. Оказалось, что эти углы в вершинах <i>A</i> и <i>B</i> равны друг другу и меньше, чем угол в вершине <i>C</i>. Чему равен угол <i>C</i> треугольника?

Биссектрисы <i>AA</i>₁ и <i>BB</i>₁ треугольника <i>ABC</i> пересекаются в точке <i>I</i>. На отрезках <i>A</i>₁<i>I</i> и <i>B</i>₁<i>I</i> построены как на основаниях равнобедренные треугольники с вершинами <i>A</i>₂ и <i>B</i>₂, лежащими на прямой <i>AB</i>. Известно, что прямая <i>CI</i> делит отрезок <i>A</i>₂<i>B</i>₂ пополам. Верно ли, что треугольник <i>ABC</i> – равнобедренный?

Каждый из двух правильных многоугольников <i>P</i> и <i>Q</i> разрезали прямой на две части. Одну из частей <i>P</i> и одну из частей <i>Q</i> сложили друг с другом по линии разреза. Может ли получиться правильный многоугольник, не равный ни одному из исходных, и если да, то сколько у него может быть сторон?

Точки <i>E, F</i> – середины сторон <i>BC, CD</i> квадрата <i>ABCD</i>. Прямые <i>AE</i> и <i>BF</i> пересекаются в точке <i>P</i>. Докажите, что  ∠<i>PDA</i> = ∠<i>AED</i>.

В треугольнике <i>ABC</i> проведены высота <i>AH</i>, биссектриса <i>BL</i> и медиана <i>CM</i>. Известно, что в треугольнике <i>HLM</i> прямая <i>AH</i> является высотой, а <i>BL</i> – биссектрисой. Докажите, что <i>CM</i> является в этом треугольнике медианой.

В равные углы <i>X</i>₁<i>OY</i> и <i>YOX</i>₂ вписаны окружности ω₁ и ω₂, касающиеся сторон <i>OX</i>₁ и <i>OX</i>₂ в точках <i>A</i>₁ и <i>A</i>₂ соответственно, а стороны <i>OY</i> – в точках <i>B</i>₁ и <i>B</i>₂. <i>C</i>₁ – вторая точка пересечения <i>A</i>₁<i>B</i>₂ и ω₁, а <i>C</i><sub>2</sub...

В выпуклом четырёхугольнике <i>ABCD</i> лучи <i>AB</i> и <i>DC</i> пересекаются в точке <i>K</i>. На биссектрисе угла <i>AKD</i> нашлась такая точка <i>P</i>, что прямые <i>BP</i> и <i>CP</i> делят пополам отрезки <i>AC</i> и <i>BD</i> соответственно. Докажите, что  <i>AB = CD</i>.

Даны две точки <i>A</i> и <i>B</i>. Найдите геометрическое место таких точек <i>C</i>, что точки <i>A, B</i> и <i>C</i> можно накрыть кругом единичного радиуса.