Олимпиадные задачи по математике

В выпуклом пятиугольнике <i>ABCDE</i>:  ∠<i>A</i> = ∠<i>C</i> = 90°,  <i>AB = AE</i>,  <i>BC = CD</i>,  <i>AC</i> = 1.  Найдите площадь пятиугольника.

Дана окружность и хорда <i>AB</i>, отличная от диаметра. По большей дуге <i>AB</i> движется точка <i>C</i>. Окружность, проходящая через точки <i>A</i>, <i>C</i> и точку <i>H</i> пересечения высот треугольника <i>ABC</i>, повторно пересекает прямую <i>BC</i> в точке <i>P</i>. Докажите, что прямая <i>PH</i> проходит через фиксированную точку, не зависящую от положения точки <i>C</i>.

В трапеции <i>ABCD</i> стороны <i>AD</i> и <i>BC</i> параллельны, и  <i>AB = BC = BD</i>.  Высота <i>BK</i> пересекает диагональ <i>AC</i> в точке <i>M</i>. Найдите ∠<i>CDM</i>.

В прямоугольном треугольнике <i>ABC</i> с прямым углом <i>C</i> угол <i>A</i> равен 30°, точка <i>I</i> – центр вписанной окружности <i>ABC, D</i> – точка пересечения отрезка <i>BI</i> с этой окружностью. Докажите, что отрезки <i>AI</i> и <i>CD</i> перпендикулярны.

Пусть <i>AA</i>₁, <i>BB</i>₁ и <i>CC</i>₁ – высоты неравнобедренного остроугольного треугольника <i>ABC</i>; описанные окружности треугольников <i>ABC</i> и <i>A</i>₁<i>B</i>₁<i>C</i>, вторично пересекаются в точке <i>P</i>, <i>Z</i> – точка пересечения касательных к описанной окружности треугольника <i>ABC</i>, проведённых в точках <i>A</i> и <i>B</i>. Докажите, что прямые <i>AP</i>, <i>BC</i> и <i>ZC</i>₁ пересекаются в одной точке.

Пусть <i>AA</i>₁ и <i>BB</i>₁ – высоты неравнобедренного остроугольного треугольника <i>AB, M</i> – середина <i>AB</i>. Описанные окружности треугольников <i>AMA</i>₁ и <i>BMB</i>₁, пересекают прямые <i>AC</i> и <i>BC</i> в точках <i>K</i> и <i>L</i> соответственно. Докажите, что <i>K, M</i> и <i>L</i> лежат на одной прямой.

B равнобедренном треугольнике <i>ABС</i> на боковой стороне <i>BС</i> отмечена точка <i>M</i> так, что отрезок <i>MС</i> равен высоте треугольника, проведённой к этой стороне, а на боковой стороне <i>AB</i> отмечена точка <i>K</i> так, что угол <i>KMС</i> – прямой. Hайдите угол <i>ACK</i>.

Биссектриса угла <i>B</i> и биссектриса внешнего угла <i>D</i> прямоугольника <i>ABCD</i> пересекают сторону <i>AD</i> и прямую <i>AB</i> в точках <i>M</i> и <i>K</i> соответственно.

Докажите, что отрезок <i>MK</i> равен и перпендикулярен диагонали прямоугольника.

К двум окружностям <i>w</i>₁ и <i>w</i>₂, пересекающимся в точках <i>A</i> и <i>B</i>, проведена их общая касательная <i>CD</i> (<i>C</i> и <i>D</i> – точки касания соответственно, точка <i>B</i> ближе к прямой <i>CD</i>, чем <i>A</i>). Прямая, проходящая через <i>A</i>, вторично пересекает <i>w</i>₁ и <i>w</i>₂ в точках и <i>L</i> соответственно (<i>A</i> лежит между <i>K</i> и <i>L</i> ). Прямые <i>KC</i> и <i>LD</i> пересекаются в точке <i>P</i>. Докажите, ч...

Трапеция <i>ABCD</i> и параллелограмм <i>MBDK</i> расположены так, что стороны параллелограмма параллельны диагоналям трапеции (см. рис.). Докажите, что площадь серой части равна сумме площадей черных частей.<div align="center"><img src="/storage/problem-media/116085/problem_116085_img_2.png"></div>

Квадрат и прямоугольник одинакового периметра имеют общий угол. Докажите, что точка пересечения диагоналей прямоугольника лежит на диагонали квадрата.

На сторонах <i>AB</i> и <i>CD</i> квадрата <i>ABCD</i> взяты точки <i>K</i> и <i>M</i> соответственно, а на диагонали <i>AC</i> – точка <i>L</i> так, что <i>ML = KL</i>. Пусть <i>P</i> – точка пересечения отрезков <i>MK</i> и <i>BD</i>. Найдите угол <i>KPL</i>.

Казино предлагает игру по таким правилам. Игрок ставит любое целое число долларов (но не больше, чем у него в этот момент есть) либо на орла, либо на решку. Затем подбрасывается монета. Если игрок угадал, как она упадёт, он получает назад свою ставку и столько же денег впридачу. Если не угадал — его ставку забирает казино. Если игроку не повезёт четыре раза подряд, казино присуждает ему в следующей игре утешительную победу вне зависимости от того, как упадёт монета. Джо пришёл в казино со 100 долларами. Он обязался сделать ровно пять ставок и ни разу не ставить больше 17 долларов. Какую наибольшую сумму денег он сможет гарантированно унести из казино после такой игры?

Фиксированы окружность, описанная около остроугольного треугольника <i>ABC</i>, и вершина <i>C</i>. Ортоцентр <i>H</i> движется по окружности с центром в точке <i>C</i>. Найдите ГМТ середин отрезков, соединяющих основания высот, проведенных из вершин <i>A</i> и <i>B</i>.

Биссектриса угла <i>C</i> и внешнего угла <i>A</i> трапеции <i>ABCD</i> с основаниями <i>BC</i> и <i>AD</i> пересекаются в точке <i>M</i>, а биссектриса угла <i>B</i> и внешнего угла <i>D</i> – в точке <i>N</i>. Докажите, что середина отрезка <i>MN</i> равноудалена от прямых <i>AB</i> и <i>CD</i>.

В треугольнике <i>ABC</i> высота <i>AH</i> делит медиану <i>BM</i> пополам. Докажите, что из медиан треугольника <i>ABM</i> можно составить прямоугольный треугольник.

Какое наибольшее количество граней n-угольной пирамиды может быть перпендикулярно основанию?

Точки <i>M</i> и <i>N</i> – середины сторон <i>AB</i> и <i>CD</i> соответственно четырёхугольника <i>ABCD</i>. Известно, что  <i>BC || AD</i>  и  <i>AN = CM</i>.

Верно ли, что <i>ABCD</i> – параллелограмм?

Из точки <i>A</i> к окружности ω проведена касательная <i>AD</i> и произвольная секущая, пересекающая окружность в точках <i>B</i> и <i>C</i> (<i>B</i> лежит между точками <i>A</i> и <i>C</i>). Докажите, что окружность, проходящая через точки <i>C</i> и <i>D</i> и касающаяся прямой <i>BD</i>, проходит через фиксированную точку (отличную от <i>D</i>).

<i>O</i> – точка пересечения диагоналей трапеции <i>ABCD</i>. Прямая, проходящая через <i>C</i> и точку, симметричную <i>B</i> относительно <i>O</i>, пересекает основание <i>AD</i> в точке <i>K</i>. Докажите, что  <i>S_AOK = S_AOB + S_DOK</i>.

Квадрат <i>ABCD</i> и равносторонний треугольник <i>MKL</i> расположены так, как это показано на рисунке. Найдите угол <i>PQD</i>. <div align="center"><img src="/storage/problem-media/65225/problem_65225_img_2.png"></div>

В треугольнике <i>ABC</i> высота <i>AH</i> проходит через середину медианы <i>BM</i>.

Докажите, что в треугольнике <i>BMC</i> также одна из высот проходит через середину одной из медиан.

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.

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>.

Диагонали вписанного четырёхугольника <i>ABCD</i> пересекаются в точке <i>O</i>. Описанные окружности треугольников <i>AOB</i> и <i>COD</i> пересекаются в точке <i>M</i> на стороне <i>AD</i>. Докажите, что точка <i>O</i> – центр вписанной окружности треугольника <i>BMC</i>.