Czworokąt
jest wpisany w okrąg. Styczne do okręgu w punktach
i
przecinają się w punkcie
(rysunek). Udowodnić,
że punkt
leży na prostej
wtedy i tylko wtedy, gdy
Rozwiązanie
Załóżmy najpierw, że
leży na prostej
Jak wiadomo, kąt między styczną a cięciwą jest równy kątowi wpisanemu
opartemu na tej cięciwie, więc
Zatem trójkąty
i
są podobne, więc
Podobnie
stwierdzimy, że
ale
więc
Załóżmy teraz, że zachodzi
ale
nie leży na
(powiedzmy, że punkt
leży bliżej punktu
niż
punkt
).
Niech
przecina okrąg w punkcie
Z poprzedniej części zadania
wiadomo, że
więc
co
wraz z równością kątów
i
implikuje, że trójkąty
i
są podobne, a że mają wspólny bok, to są
przystające. Zatem