В треугольнике ABC точки A1, B1 и C1 — середины сторон BC, AC и AB соответственно, AH — высота, ∠BAC=60∘, ∠BCA=45∘.
а) Докажите, что A1, B1, C1 и H лежат на одной окружности.
б) Найдите A1H, если BC=23.
Решение
а)
C1B1∣∣BC (средняя линия) C1H - медиана в прямоугольном треугольнике AHB (угол H=90∘), значит C1H=2ABA1B1=2AB (средняя линия), значит C1HA1B1 - равнобедренная трапеция (вписанная), значит точки лежат на одной окружности.
б) B1C1=3 Треугольник A1B1C1 подобен ABC (по трем пропорциональным сторонам, стороны в два раза меньше меньшего треугольника).
Радиус описанной окружности около △A1B1C1 по теореме синусов: R=2sin60∘3=2⋅233=1 C1B1∥BC,A1B1∥AB(средние линии в △ABC)⇒ ∠C1B1A= ∠BCA=45∘,∠A1B1C=∠BAC=60∘ (как соответственные)
⇒∠C1B1A1=180∘− ∠A1B1C− ∠C1B1A=75∘
В свою очередь AC1A1B1 - параллелограмм, так как C1A1∥AB1,AC1∥B1A1⇒∠B1A1C1=∠C1AB1=60∘
⇒ В △B1A1C1: ∠B1C1A1=180∘−75∘−60∘=45∘
В а) мы выяснили, что C1HA1B1 - равнобедренная трапеция ⇒∠HC1B1= ∠A1B1C1=75∘
⇒∠A1C1H=∠HC1B1−∠B1C1A1=30∘
По теореме синусов в △C1HA1: R=2sin∠A1C1HA1HA1H=2⋅1⋅21=1