Высшая проба 2023, 10 класс, задача 6

Очень сложная
Планиметрия

( баллов) Высоты остроугольного треугольника ABC пересекаются в точке H. Известно, что AH2 = BH2 + CH2. На описанной окружности треугольника ABC нашлись точки D и E
такие, что CE ∥ AB и BD ∥ AC. Докажите, что точка H лежит на прямой DE.

Решение. Обозначим основания высот треугольника через , , , а точку пересечения прямой с описанной окружностью — через (рис. ).

Рис.  к решению задачи

Из условий и следует, что . Кроме того, из ′ = ′ и следует (это известное утверждение о том, что отражение ортоцентра треугольника относительно стороны лежит на описанной около него окружности).

По условию . Применяя несколько теорем Пифагора, получаем . . Наконец, из равенства следует, что , т. е. . Отсюда следует подобие треугольников и , откуда . С другой стороны, , поскольку эти вписанные углы опираются на равные хорды и . Из равенства и следует, что точка лежит на прямой . Идея другого решения. Как и в предыдущем решении, легко понять, что . Тогда прямая является радикальной осью окружности с центром и радиусом и описанной окружности треугольника . Тогда для доказательства коллинеарности точек , , достаточно проверить, что степени точки относительно двух этих окружностей одинаковы. Идея ещё одного решения. Пусть и — основания высот из точек и соответственно, а и — точки пересечения этих высот с описанной окружностью треугольника (из утверждения об отражении ортоцентра следует, что и . Тогда и — диаметры описанной окружности треугольника , пересекающиеся в её центре . Значит, коллинеарность точек , , эквивалентна тому, что точка, симметричная относительно , лежит на отрезке , а это эквивалентно тому, что точка лежит на отрезке . Несложным счётом углов можно проверить, что , поэтому для решения задачи достаточно доказать, что точка является основанием высоты из точки в треугольнике

1

20 б. Приведено любое полное решение задачи.

20
Максимум: 20

Похожие задачи

Высшая проба 2020, 9-10 классы, задача 2

(20 баллов) Дан описанный четырёхугольник ABCD, у которого радиусы вписанных окружностей треугольников ABC и ADC равны. Найдите угол между диагоналями AC и BD.
Очень сложная
Планиметрия

Высшая проба 2020, 11 класс, задача 2

(20 баллов) Дан описанный четырехугольник ABCD, у которого радиусы вписанных окружностей треугольников ABC и ADC равны. Найдите угол между диагоналями AC и BD.
Очень сложная
Планиметрия

Высшая проба 2022, 9-10 классы, задача 5

(40 баллов) Точка M - середина стороны BC треугольника ABC. Касательные, проведенные из M к вписанной окружности треугольника ABC, касаются этой окружности в точках P, Q. Касательные из M к вневписанной окружности ABC, касающейся стороны BC, касаются этой окружности в точках R, S. Прямые PQ, RS пере
Очень сложная
Планиметрия

Высшая проба 2021, 10 класс, задача 6

(32 баллов) В вершине A правильного треугольника ABC со стороной 3n метров (где n – натуральное число), стоит невидимый точечный робот, а в точке пересечения медиан треугольника ABC лежит мина. Роботу можно отдавать команду с двинуться на 1 метр в любом из 6 направлений, параллельных сторонам треуго
Очень сложная
Планиметрия