МОШ 2024, 11 класс, задача 2

В остроугольном треугольнике проведена высота . Точки и -- середины отрезков и . Докажите, что точка пересечения перпендикуляров, опущенных из точек и на прямые и соответственно, равноудалена от точек и .

(И. Михайлов)

Фото или PDF, до 20 МБ на файл, до 10 файлов. Ответ проверят вручную.
Войдите, чтобы проверять ответы
Ответ

Решение. Первый способ. Обозначим точку пересечения перпендикуляров, опущенных из точек и на прямые и соответственно, через , а точки, симметричные и относительно прямых и , через и . Тогда прямые и -- серединные перпендикуляры к отрезкам и , поэтому достаточно доказать, что четырёхугольник -- вписанный. Заметим, что и содержат средние линии треугольников и , параллельные сторонам и соответственно. Значит, , . Четырёхугольник вписан в окружность, построенную на как на диаметре, поэтому по свойству вписанных углов. При этом . Значит, четырёхугольник вписанный, что и требовалось доказать.

Рисунки к решению задачи 2

Второй способ. Обозначим точку пересечения перпендикуляров, опущенных из точек и на прямые и соответственно, через , а середины сторон и треугольника через и . Отрезки и являются средними линиями треугольников и , параллельными общей стороне этих треугольников. Поэтому отрезки и равны, параллельны и оба перпендикулярны прямой . Параллельно перенесём точку на вектор и обозначим полученную точку . Тогда четырёхугольники и являются параллелограммами. Поэтому прямая параллельна прямой , а значит, перпендикулярна . Аналогично прямая перпендикулярна . Тогда является точкой пересечения серединных перпендикуляров к сторонам и треугольника , т. е. совпадает с центром окружности, описанной около треугольника . В частности, точка лежит на серединном перпендикуляре к отрезку . Следовательно, точка также лежит на серединном перпендикуляре к , так как по построению.

Третий способ. Обозначим точку пересечения перпендикуляров, опущенных из точек и на прямые и соответственно, через , а точку пересечения высот треугольника -- через . Тогда заметим, что треугольники и подобны по двум углам. Действительно, . Аналогично, выполнено равенство . Также заметим, что коэффициент подобия этих треугольников равен , поскольку . Опустим из перпендикуляр на . Тогда из доказанного подобия следует, что , т. е. . Следовательно, , а значит, лежит на серединном перпендикуляре к отрезку , откуда следует требуемое.

Похожие задачи

МОШ 2025, 9 класс, задача 3

В треугольнике ABC с прямым углом C провели высоту CH. Окружность, проходящая через точки C и H, повторно пересекает отрезки AC, CB и BH в точках Q, P и R соответственно. Отрезки HP и CR пересекаются в точке T. Что больше: площадь треугольника CPT или сумма площадей треугольников CQH и HTR? Рисунок

МОШ 2022, 9 класс, задача 2

Прямоугольники ABCD и DEFG расположены так, что точка D лежит на отрезке BF, а точки B, C, E, F лежат на одной окружности (см. рисунок). Докажите, что angle ACE = angle CEG. Рисунок к условию задачи 2 (Е. Бакаев)

МОШ 2021, 11 класс, задача 3

Точка M — середина стороны BC треугольника ABC. Окружность ω проходит через точку A, касается прямой BC в точке M и пересекает стороны AB и AC в точках D и E соответственно. Точки X и Y — середины отрезков BE и CD соответственно. Докажите, что описанная окружность треугольника MXY касается окружност

МОШ 2026, 10 класс, задача 1

Дан остроугольный треугольник ABC. На его описанной окружности отмечена точка D, диаметрально противоположная вершине A. Точки X и Y на стороне BC таковы, что BX=XD и CY=YD (точка X лежит на отрезке BY). Докажите, что DA — биссектриса угла XDY.