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

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#125633

Дана трапеция ABCD.  Известно, что ∠DAB = ∠ABC = 90∘,  а биссектрисы углов C  и D  пересекаются в точке E,  лежащей внутри трапеции. Докажите, что описанные окружности треугольников ABE  и CDE  касаются.

Источники: Всеросс, РЭ, 2025, 10.7 (см. olympiads.mccme.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1:

В данном случае для доказательства касания достаточно показать, что окружности имеют общую точку, лежащую на их линии центров. Подумайте, почему это так.

Подсказка 2:

Значит, нужно понять, какая прямая является их линией центров. Для этого нужно узнать какую-то дополнительную информацию про окружности. Обратите внимание на треугольник CED.

Подсказка 3:

Биссектрисы односторонних углов пересекаются под прямым углом, поэтому треугольник CED прямоугольный. А что можно сказать про прямую, содержащую его медиану, проведённую к гипотенузе?

Подсказка 4:

Чтобы она стала линией центров этих окружностей, она должна стать средней линией трапеции. Действительно, она же тогда будет проходить через середины боковых сторон.

Показать доказательство

По условию BC ⊥AB  и AD ⊥ AB  , поэтому BC ∥AD  — основания трапеции. Пусть M  и N  — середины AB  и CD,  так что MN  — средняя линия трапеции ABCD.

PIC

При этом MN  параллельна основаниям, поэтому MN ⊥ AB,  и значит, MN  — серединный перпендикуляр к AB.  Значит, центр окружности (ABE )  лежит на прямой MN.

Положим

                 1
x= ∠BCE = ∠ECD = 2∠BCD

y = ∠CDE = ∠EDA = 1∠CDA
                 2

Из параллельности BC ∥ AD  следует, что ∠BCD  +∠CDA  =180∘ , поэтому x +y =90∘ .

Видим, что треугольник CED  — прямоугольный (∠CED  = 90∘ ), а значит, N  — центр окружности (CED ).

Далее, в прямоугольном треугольнике CED  имеем EN = ND,  поэтому ∠NED  = ∠EDN = y  , а из равенства углов ∠NED = ∠EDA  следует EN  ∥AD,  поэтому E  лежит на прямой MN.

Итак, E  — общая точка окружностей (ABE)  и (CDE ),  лежащая на их линии центров MN.  Значит, эти окружности касаются (в точке E  ).

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!