СПбГУ 2021, 10-11 классы, задача 3
( баллов) Дан равнобедренный треугольник с основанием . На продолжении стороны за точку отмечена точка , и в треугольник вписана окружность с центром в точке . Через точки и проведена окружность, касающаяся прямой в точке . Эта окружность вторично пересекает отрезок в точке . Найдите угол между прямыми и .
Ответ: .

Решение. Пусть и — перпендикуляры, опущенные из точки на и соответственно. Заметим, что , поскольку прямая касается описанной окружности треугольника . Прямая — биссектриса угла , а по условию. Значит, треугольники и равны по двум сторонам и углу. Поэтому
то есть прямоугольные треугольники и равны. Следовательно,
Прямая является биссектрисой равнобедренного треугольника , откуда .