Физтех 2024, 10 класс, задача 4
( баллов) Прямая, параллельная биссектрисе треугольника , проходящая через середину его стороны , пересекает сторону и продолжение стороны в точках и соответственно. Найдите , если , , .
Ответ. .

Решение. Обозначим . Тогда ; за счёт параллельности и получаем , .
Пусть - средняя линия треугольника , параллельная стороне . Тогда . В треугольниках и есть по два угла, равных . Значит, они оба равнобедренные и подобны друг другу. Из треугольника находим, что .
Заметим также, что (внешний угол треугольника ), ; . Кроме того, . По теореме косинусов для треугольника получаем
Отсюда .