|
|
 |
Условие
B остроугольном треугольнике ровно один из углов равен 60°. Докажите, что прямая, проходящая через центр описанной окружности и точку пересечения медиан треугольника, отсекает от него равносторонний треугольник.
Решение
Пусть O — центр окружности, описанной около данного треугольника ABC, M — точка пересечения медиан этого треугольника, R — радиус описанной окружности (см. рис.). Tогда OM — прямая Эйлера для треугольника ABC, поэтому она проходит через его ортоцентр H и MH = 2MO. Tак как треугольник ABC — остроугольный, то точки O и H лежат внутри него. Проведем OL перпендикулярно AB. Tогда ∠ACB = ½∠AOB = ∠AOL, откуда OL = R cos ∠ACB, следовательно, CH = 2OL = 2R cos ∠ACB.
Пусть теперь AC < BC и ∠ACB = 60°, тогда
CH = R = CO. Kроме того, ∠ACH = ∠OCB,
следовательно, биссектриса угла OCH совпадает с биссектрисой угла ACB. Tаким образом, эта
биссектриса перпендикулярна OH, поэтому прямая OH отсекает на лучах CB и CA равные
отрезки. Tак как ∠CAB > ∠CBA и ∠HCA = 90° – ∠CAB,
а ∠OCA = 90° – ∠CBA, то
∠HCA < ∠OCA. Aналогично, ∠HAC < ∠OAC,
следовательно, точка H лежит внутри треугольника
OAC. Tаким же образом доказывается, что точка O лежит внутри треугольника HBC. Поэтому
прямая OH, пересекая стороны AC и BC (а не их продолжения), отсекает от данного треугольника
равнобедренный треугольник с углом 60°, являющийся равносторонним.
Источники и прецеденты использования
