Тема . Заключительный этап ВсОШ

Закл (финал) 10 класс

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

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#69431

В треугольнике ABC  проведена биссектриса BD  (точка D  лежит на отрезке AC  ). Прямая BD  пересекает окружность Ω,  описанную около треугольника ABC,  в точках B  и E.  Окружность ω,  построенная на отрезке DE  как на диаметре, пересекает окружность Ω  в точках E  и F.  Докажите, что прямая, симметричная прямой BF  относительно прямой BD,  содержит медиану треугольника ABC.

Источники: Всеросс., 2009, ЗЭ, 10.2(см. olympiads.mccme.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Так, нужно подумать… То есть у нас есть биссектриса и середина стороны в задаче, а также есть описанная окружность. На какой факт нам это намекает?

Подсказка 2

Верно, на тот факт, что биссектриса и серпер пересекаются на описанной окружности треугольника. Тогда пусть они пересеклись в точке Е. Что интересного можно заметить если продлить отрезок EM до пересечения с описанной окружностью(пусть точка пересечения - точка Х)?

Подсказка 3

Конечно, можно заметить, что F,D,X - лежат на 1 прямой. Почему это так? Ну понятно почему, XFE - прямой, так как опирается на диаметр окружности (ABC), и DFE - прямой, так как опирается на диаметр окружности, построенной на DE как на диаметре. Хмм… А что теперь нам это дает? Какие равные углы теперь можно отметить?

Подсказка 4

Действительно, мы можем заметить равенство углов FBE и FXE, в силу того, что они опираются на одну хорду FE. Значит, нам надо доказать, что углы FXE и MBE равны! А как это можно удобно переформулировать?

Подсказка 5

Это можно переформулировать как доказательство вписанности BDMX. Осталось понять почему сумма углов EBX и XMA равна 180 градусов, и задача будет решена!

Показать доказательство

Первое решение. Пусть BM  — медиана треугольника. Так как биссектриса BE  и серединный перпендикуляр к AC  проходят через одну и ту же точку (середину дуги AC  ), то EM  ⊥AC.  Пусть EM  пересекается с окружностью в точке X.  Из сказанного выше следует, что EX  — диаметр окружности Ω.

PIC

Надо доказать, что BF  и BM  симметричны относительно биссектрисы, то есть

∠MBE  = ∠FBE

При этом ∠FBE = ∠F XE  как опирающиеся на одну дугу вписанные углы.

По условию ∠DF E  прямой, а ещё опирающийся на диаметр вписанный угол ∠XFE  тоже прямой. Поэтому точки F,D,X  коллинеарны. Тогда ∠FXE  =∠DXM.  Остаётся доказать равенство

∠MBD  =∠MXD

Это равенство следует из того, четырёхугольник BDMX  можно вписать в окружность. Действительно,          ∘
∠XMC  = 90 ,  при этом                  ∘
∠EBX  = ∠DBX = 90 = ∠XMC.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Второе решение.

PIC

Сделаем симметрию относительно биссектрисы угла B  и инверсию с таким радиусом, чтобы A ∗ = C  и C∗ = A,  где звездочкой обозначаем образ точки под действием композиции преобразований. Заметим что D∗ = E  и E ∗ = D  так как прямая AC  переходит в дугу C∗A∗ =AC  и наоборот, а прямая BD  переходит сама в себя. Окружность, построенная на DE  тем самым переходит в окружность, центр которой все лежит на BD,  а точки ее пересечения с BD  это D  и E.  То есть, эта окружность переходит в себя. Точка F  переходит в точку M  вторую точку пересечения окружности и прямой AC.  Известно, что E   – середина дуги AC,  а ∠EMD  = 90∘ так как ED   – диаметр окружности. Получаем, что EM  высота в равнобедренном треугольника AEC,  значит M   – середина AC.  Получается, что BM  содержит медиану треугольника ABC,  причем BM  симметрична BF  относительно биссектрисы угла B.

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!