Олимпиадные задачи по математике для 2-8 класса - сложность 3 с решениями

Через вершины <i>A, B, C</i> треугольника <i>ABC</i> проведены три параллельные прямые, пересекающие вторично его описанную окружность в точках <i>A</i>₁, <i>B</i>₁, <i>C</i>₁ соответственно. Точки <i>A</i>₂, <i>B</i>₂, <i>C</i>₂ симметричны точкам <i>A</i>₁, <i>B</i>₁, <i>C</i>₁ относительно сторон <i>BC, CA, AB</i> соответственно. Докажите, что прямые <i>AA</i>₂, <i>BB</i>₂,...

Высоты <i>AA</i>₁, <i>CC</i>₁ остроугольного треугольника <i>ABC</i> пересекаются в точке <i>H</i>. Точка <i>Q</i> симметрична середине стороны <i>AC</i> относительно <i>AA</i>₁. Точка <i>P</i> – середина отрезка <i>A</i>₁<i>C</i>₁. Докажите, что  ∠<i>QPH</i> = 90°.

Дан равнобедренный треугольник <i>ABC</i>, в котором  ∠<i>B</i> = 120°.  На продолжениях сторон <i>AB</i> и <i>CB</i> за точку <i>B</i> взяли точки <i>P</i> и <i>Q</i> соответственно так, что лучи <i>AQ</i> и <i>CP</i> пересекаются под прямым углом. Докажите, что  ∠<i>PQB</i> = 2∠<i>PCQ</i>.

В треугольнике <i>ABC</i> точка <i>I</i> – центр вписанной окружности, точки <i>I_A</i>, <i>I_C</i> – центры вневписанных окружностей, касающихся сторон <i>BC</i> и <i>AB</i> соответственно. Точка <i>O</i> – центр описанной окружности треугольника <i>II_AI_C</i>. Докажите, что  <i>OI</i> ⊥ <i>AC</i>.

Пусть <i>I</i> – центр вписанной окружности прямоугольного треугольника <i>ABC</i>, касающейся катетов <i>AC</i> и <i>BC</i> в точках <i>B</i>₀ и <i>A</i>₀ соответственно. Перпендикуляр, опущенный из <i>A</i>₀ на прямую <i>AI</i>, и перпендикуляр, опущенный из <i>B</i>₀ на прямую <i>BI</i>, пересекаются в точке <i>P</i>. Докажите, что прямые <i>CP</i> и <i>AB</i> перпендикулярны.

Биссектрисы $AA_1$, $CC_1$ треугольника $ABC$, в котором $\angle B=60^{\circ}$, пересекаются в точке $I$. Описанные окружности треугольников $ABC$, $A_1IC_1$ пересекаются в точке $P$. Докажите, что прямая $PI$ проходит через середину стороны $AC$.

Пусть $A_{1}$, $B_{1}$, $C_{1}$ – основания высот остроугольного треугольника $ABC$. Окружность, вписанная в треугольник $A_{1}B_{1}C_{1}$, касается сторон $A_{1}B_{1}, A_{1}C_{1}, B_{1}C_{1}$ в точках $C_{2}, B_{2}, A_{2}$. Докажите, что прямые $AA_{2}, BB_{2}, CC_{2}$ пересекаются в одной точке, лежащей на прямой Эйлера треугольника $ABC$.

Биссектрисы $AA_1, BB_1, CC_1$ треугольника $ABC$ пересекаются в точке $I$. Серединный перпендикуляр к отрезку $BB_1$ пересекает прямые $AA_1$, $CC_1$ в точках $A_0$, $C_0$. Докажите, что описанные окружности треугольников $A_0IC_0$ и $ABC$ касаются.

По стороне <i>AB</i> треугольника <i>ABC</i> движется точка <i>X</i>, а по описанной окружности Ω – точка <i>Y</i> так, что прямая <i>XY</i> проходит через середину дуги <i>AB</i>. Найдите геометрическое место центров описанных окружностей треугольников <i>IXY</i>, где <i>I</i> – центр вписанной окружности треугольника <i>ABC</i>.

Пусть <i>M</i> и <i>N</i> – середины гипотенузы <i>AB</i> и катета <i>BC</i> прямоугольного треугольника <i>ABC</i> соответственно. Вневписанная окружность треугольника <i>ACM</i> касается стороны <i>AM</i> в точке <i>Q</i>, а прямой <i>AC</i> – в точке <i>P</i>. Докажите, что точки <i>P</i>, <i>Q</i> и <i>N</i> лежат на одной прямой.

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>.

Пусть <i>BM</i> – медиана прямоугольного треугольника <i>ABC</i>  (∠<i>B</i> = 90°).  Окружность, вписанная в треугольник <i>ABM</i>, касается сторон <i>AB, AM</i> в точках <i>A</i>₁, <i>A</i>₂; аналогично определяются точки <i>C</i>₁, <i>C</i>₂. Докажите, что прямые <i>A</i>₁<i>A</i>₂ и <i>C</i>₁<i>C</i>₂ пересекаются на биссектрисе угла <i>ABC</i>.

На гипотенузе <i>AC</i> прямоугольного треугольника <i>ABC</i> отметили точку такую <i>C</i>₁, что  <i>BC = CC</i>₁.  Затем на катете <i>AB</i> отметили такую точку <i>C</i>₂, что

<i>AC</i>₂ = <i>AC</i>₁;  аналогично определяется точка <i>A</i>₂. Найдите угол <i>AMC</i>, где <i>M</i> – середина отрезка <i>A</i>₂<i>C</i>₂.

На стороне <i>AC</i> треугольника <i>ABC</i> произвольно выбрана точка <i>D</i>. Касательная, проведённая в точке <i>D</i> к описанной окружности треугольника <i>BDC</i>, пересекает сторону <i>AB</i> в точке <i>C</i>₁; аналогично определяется точка <i>A</i>₁. Докажите, что  <i>A</i>₁C₁ || <i>AC</i>.

Окружности ω₁ и ω₂, касающиеся внешним образом в точке <i>L</i>, вписаны в угол <i>BAC</i>. Окружность ω₁ касается луча <i>AB</i> в точке <i>E</i>, а окружность ω₂ – луча <i>AC</i> в точке <i>M</i>. Прямая <i>EL</i> пересекает повторно окружность ω₂ в точке <i>Q</i>. Докажите, что  <i>MQ || AL</i>.

Вписанная окружность треугольника <i>ABC</i> касается стороны <i>AB</i> в точке <i>C'</i>. Вписанная окружность треугольника <i>ACC'</i> касается сторон <i>AB</i> и <i>AC</i> в точках <i>C</i>₁, <i>B</i>₁; Вписанная окружность треугольника <i>BCC'</i>, касается сторон <i>AB</i> и <i>BC</i> в точках <i>C</i>₂, <i>A</i>₂. Докажите, что прямые <i>B</i>₁<i>C</i>₁, <i>A</i>₂<i>C</i>₂ и <i>CC&#...

Пусть <i>BD</i> – биссектриса треугольника <i>ABC</i>. Точки <i>I_a, I_c</i> – центры вписанных окружностей треугольников <i>ABD, CBD</i>. Прямая <i>I_aI_c</i> пересекает прямую <i>AC</i> в точке <i>Q</i>. Докажите, что  ∠<i>DBQ</i> = 90°.

Вневписанная окружность, соответствующая вершине <i>A</i> прямоугольного треугольника <i>ABC</i>  (∠<i>B</i> = 90°),  касается продолжений сторон <i>AB, AC</i> в точках <i>A</i>₁, <i>A</i>₂ соответственно; аналогично определим точки <i>C</i>₁, <i>C</i>₂. Докажите, что перпендикуляры, опущенные из точек <i>A, B, C</i> на прямые <i>C</i>₁<i>C</i>₂, <i>A</i>₁<i>C</i>₁, <i>A</i>₁<i>A</i>₂ со...

Две окружности с центрами <i>O</i>₁ и <i>O</i>₂ пересекаются в точках <i>A</i> и <i>B</i>. Биссектриса угла <i>O</i>₁<i>AO</i>₂ повторно пересекает окружности в точках <i>C</i> и <i>D</i>.

Докажите, что центр <i>O</i> описанной окружности треугольника <i>CBD</i> равноудалён от точек <i>O</i>₁ и <i>O</i>₂.

Биссектрисы <i>AA</i>₁ и <i>CC</i>₁ прямоугольного треугольника <i>ABC</i>  (∠<i>B</i> = 90°)  пересекаются в точке <i>I</i>. Прямая, проходящая через точку <i>C</i>₁ и перпендикулярная прямой <i>AA</i>₁, пересекает прямую, проходящую через <i>A</i>₁ и перпендикулярную <i>CC</i>₁, в точке <i>K</i>. Докажите, что середина отрезка <i>KI</i> лежит на отрезке <i>AC</i>.