СПбГУ 2022, 10-11 классы, задача 3
( баллов) Диагонали вписанного четырехугольника пересекаются в точке . Внутри треугольника выбрана такая точка , что прямая является биссектрисой угла . Луч вторично пересекает описанную окружность треугольника в точке , а луч вторично пересекает описанную окружность треугольника в точке . Найдите отношение площадей треугольников и .
Ответ: .

Решение. Пусть и — радиусы окружностей, описанных около треугольников и соответственно. Заметим, что
откуда
Кроме того, из вписанности вытекает, что треугольники и подобны по двум углам. Тогда
так как хорды и соответствуют одинаковым вписанным углам. Поэтому
Поскольку и , треугольники и подобны, откуда
Таким образом,