Dobrze się składa»Zadanie 5
o zadaniu...
- Zadanie olimpijskie: L Olimpiada Matematyczna
- Zadanie pochodzi z artykułu Dobrze się składa
- Publikacja w Delcie: marzec 2010
- Publikacja elektroniczna: 18-06-2010
- Artykuł źródłowy w wersji do druku [application/pdf]: (91 KB)
Punkty
leżą odpowiednio na bokach
trójkąta
Okręgi wpisane w trójkąty
są
styczne do okręgu wpisanego w trójkąt
Udowodnij, że proste
przecinają się w jednym punkcie.
i
są styczne wtedy i tylko
wtedy, gdy w czworokąt
można wpisać okrąg.
jest wpisany w okrąg o środku
Punkty
to ortocentra trójkątów, odpowiednio,
,
,
,
Wykaż, że czworokąty
i
są przystające.
będą środkami ciężkości odpowiednio
powyższych czterech trójkątów,
zaś – środkiem ciężkości
czwórki punktów
. Z własności środków ciężkości,
dla każdego
punkty
leżą, w tej
właśnie kolejności, na jednej prostej oraz
zatem
Z twierdzenia o prostej Eulera, dla każdego
punkty
leżą, w tej właśnie kolejności, na jednej prostej oraz
, stąd
Złożenie
to
jednokładność o skali
(symetria środkowa), która
przeprowadza
na
. Zatem czworokąty te są
przystające.

są styczne odpowiednio do par boków
i
,
i
oraz
i
trójkąta
.
Okrąg
jest styczny zewnętrznie do okręgów
odpowiednio w punktach
Wykaż, że proste
,
,
przecinają się w jednym punkcie.
będzie okręgiem wpisanym w trójkąt
. Istnieje
taka, że
, oraz
taka, że
,
wtedy
. Złożenie
jest więc jednokładnością
odwrotną, przeprowadzającą
na
(istnieje dokładnie
jedna, nawet jeśli
i
są przystające lub równe). Stąd jej
środek leży na prostej
. Analogicznie, leży też na prostych
i
.

i
są rozłączne zewnętrznie i wpisane w kąt
o wierzchołku
. Okrąg
jest styczny zewnętrznie do okręgów
i
odpowiednio w punktach
i
Udowodnij,
że punkty
są współliniowe.
i
takie, że
oraz
. Jednokładność
jest prosta oraz
, więc jej środkiem musi być punkt
.
Leży on zatem na prostej
.

są rozłączne zewnętrznie. Te dwie styczne do
i
, które nie rozdzielają tych okręgów, przecinają się
w punkcie
Analogicznie definiujemy punkty
i
Wykaż, że punkty
są współliniowe.
,
i
są środkami jednokładności
,
i
takich, że
,
oraz
. Złożenie
to jednokładność
prosta i
Stąd jej środkiem, który
na mocy twierdzenia musi leżeć na prostej
, jest na mocy faktu
punkt

leżą odpowiednio na bokach
kwadratu
o boku
. Wyznaczyć najmniejszy możliwy
obwód czworokąta
.

odpowiednio środki odcinków
Ponieważ trójkąty
oraz
są
prostokątne, więc
jako środki odcinków
,
otrzymujemy kwadrat
o obwodzie
.
oraz punkt
leżący na tym okręgu.
Cięciwa
przecina odcinek
w punkcie
różnym od
punktu
Wykaż, że

i promieniu
(czyli wewnętrznie
styczny do danego) – mamy wtedy
Prościej już chyba
nie można.

w którym
oraz
Dwusieczna kąta
przecina
bok
w punkcie
Odcinki
i
przecinają się w punkcie
Wykazać, że trójkąt
jest
równoramienny.
(rysunek). Wtedy
oraz
. Ponadto
wynika, że okrąg o środku
i promieniu
przechodzi przez punkty
,
oraz
Wobec tego
, skąd otrzymujemy
i
są zorientowane
antyzegarowo. Punkty
i
są środkami odpowiednio
odcinków
i
Udowodnij, że trójkąt
jest równoboczny i zorientowany zegarowo.

i
Punkt
jest dowolnym punktem
ustalonej półpłaszczyzny wyznaczonej przez prostą
Na bokach
trójkąta
zbudowano, na zewnątrz, kwadraty
i
. Wykaż, że wszystkie tak otrzymane proste
przechodzą przez pewien ustalony punkt, zależny tylko od położenia
i
.
oraz
. Wtedy
oraz
, czyli
oraz
Stąd po dodaniu stronami
, czyli środek odcinka
(z faktu 1 jest nim
) nie zależy od punktu

i
trójkąta
zbudowano,
po jego zewnętrznej stronie, kwadraty
i
. Punkty
i
są odpowiednio środkami odcinków
i
. Wyznacz możliwe wartości wyrażenia
. Z faktu 2 mamy
oraz
,
a także
oraz
. Z faktu 1 wyznaczamy
oraz
, a także

.