Тема . Векторы и координаты в планиметрии

Длины векторов и скалярное произведение

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела векторы и координаты в планиметрии
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#97378

Выпуклый шестиугольник ABCDEF  описан около окружности ω  с центром в O.  Оказалось, что ω  и описанная окружность треугольника ACE  концентричны. Обозначим через J  основание перепндикуляра из B  на CD.  Прямая, перпендикулярная DF,  проходящая через B,  пересекает прямую EO  в точке K.  Пусть L  — основание перпендикуляра из K  на DE.  Докажите, что DJ = DL.

Источники: IMO shortlist - 2011, G7

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Для начала хочется заметить любые факты на картинке. Что можно искать? Что можно отметить? Для начала можно отметить все касания окружности со сторонами. Постарайтесь найти какие-нибудь перпендикулярные прямые и пересекающиеся в одной точке 3 прямые. Что делать дальше?

Подсказка 2

Найдите прямые перпендикулярные BO, а так же пару прямых, пересекающуюся на DF, полезно вспомнить про полюс и поляру. Как теперь можно ввести векторы?

Подсказка 3

Введите векторы OY, для всех точек Y, которые участвуют в какой-нибудь перпендикулярности. Через эти векторы перепишите все условия и вопрос задачи, если сделать все правильно, то у вас обязательно решится задача.

Показать доказательство

Обозначим точки касания AB, BC,CD,DE,EF  и FA  с ω  через R,S,T,U,V  и W  соответственно. Заметим, что

AR = AW = CS = CT =EU = EV

Симметрия относительно BO  отображает R  в S,  следовательно, A  в C  и, следовательно, также W  в T.  Таким образом, обе прямые RS  и W T  перпендикулярны OB,  следовательно, они параллельны. С другой стороны, прямые UV  и W T  не параллельны, так как в противном случае шестиугольник ABCDEF  симметричен относительно прямой BO  и прямой, определяющие точку K,  совпадают, что противоречит условию. Поэтому мы можем рассмотреть точку Z  пересечения UV  и W T.

PIC

Далее напомним известный факт, что точки D,F,Z  лежат на одной прямой. Действительно, D  — это полюс прямой UT,F  — полюс V W,  поэтому все эти точки принадлежат поляре точки пересечения TU  и VW.

Рассмотрим систему координат, в которой O  является началом координат и отождествим каждую точку (скажем, X)  с вектором   −−→
  OX.  Далее, мы полагаем, что для любых двух точек M  и N

M ⋅N = (−−O→M,−O−→N )

Поскольку OK ⊥ UZ  и OB ⊥TZ,  имеем K⋅(Z− U)= 0= B ⋅(Z − T ).  Далее, условие BK ⊥ DZ  можно записать как K ⋅(D− Z)= B ⋅(D − Z ).  Сложив эти два равенства, получим

K ⋅(D − U)= B⋅(D − T)

Из симметрии имеем D⋅(D− U)= D ⋅(D − T).  Вычитая из предыдущего уравнения, получим (K − D)⋅(D− U)= (B− D)⋅(D− T).  Переписывая его в векторной форме, получим

−−D→K ⋅−−U→D = −−D→B ⋅−−→TD

Наконец, проецируя векторы −−→
DK  и −−→
DB  на прямые UD  и TD  соответственно, мы можем переписать это равенство в терминах длин отрезков как DL ⋅UD = DJ ⋅T D,  следовательно, DL =DJ.

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!