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

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#122425

Пусть Ω  и Γ  — две такие окружности с центрами O  и P  соответственно, что окружность Γ  проходит через точку O.  На окружности Γ  вне окружности Ω  выбрана точка M.  Касательные к Ω,  проходящие через M,  касаются Ω  в точках A  и B  и вторично пересекают Γ  в точках C  и D.  Отрезки AB  и CD  пересекаются в точке E.  Докажите, что прямые PE  и CD  перпендикулярны.

Источники: СПбГУ - 2025, 11.4(см. olympiada.spbu.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Одна окружность проходит через центр другой не просто так. Пользуйтесь этим. Чем является прямая OM в угле AMB? А что можно сказать про отрезки CO, OD и точки C, D?

Подсказка 2

Итак, предлагается следующая идея. Давайте обозначим точку пересечения CD и OP через E' и докажем, что она лежит на AB.

Подсказка 3

Для реализации подсказки 2 нужно просто немного посчитать углы. С этим вам поможет вписанный четырёхугольник ACE'O.

Показать доказательство

Для начала заметим, что поскольку MA  и MB  — касательные к окружности Ω,  а точка O  — центр Ω,  то ∠AMO = ∠BMO.  Значит, ∠CMO  = ∠DMO,  т. е. дуги OC  и OD  окружности Γ  равны, т. е. точки C  и D  симметричны относительно прямой OP.

Пусть  ′
E — точка пересечения прямых CD  и OP.  В силу симметрии C  и D,  мы знаем, что    ′
PE  ⊥CD.  Докажем, что  ′
E = E.  Для этого достаточно проверить, что  ′
E лежит на прямой AB.

PIC

Пусть ∠CP D= 4φ.  Вписанный угол в два раза меньше центрального, поэтому

       1
∠CMD = 2∠CP D = 2φ

Поскольку MA = MB,  из равнобедренного треугольника AMB  получаем, что ∠MAB  = 90∘− φ.  Далее, в четырёхугольнике OACE ′ известно, что ∠OAC = ∠OE′C =90∘ (первое равенство — угол между радиусом и касательной, второе равенство доказано выше), поэтому этот четырёхугольник вписанный и

∠CAE ′ =∠COP = 1∠COD = 1(180∘− ∠CMD )= 90∘− φ= ∠CAB,
               2       2

где второе равенство следует из симметрии точек C  и D,  а третье — из того, что вписанный угол в два раза меньше центрального, опирающегося на ту же дугу. Итак, точка E′ лежит на том же луче, выходящем из точки A,  что и точка B,  поэтому E′ лежит на   AB,  откуда E′ = E,  что и требовалось.

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!