В треугольнике ABC точки M и N — середины сторон AB и BC соответственно. Известно, что около четырехугольника AMNC можно описать окружность.
а) Докажите, что треугольник ABC — равнобедренный.
б) На стороне AC отмечена точка F, такая что ∠AFB=135∘. Отрезок BF пересекает отрезок MN в точке E. Найдите радиус окружности, описанной около четырёхугольника AMNC, если ∠ABC=120∘ и EF=62.
Решение
а)
MN−средняя линия, значит MN∣∣AC, AMNC−трапеция. Около трапеции AMNC по условию можно описать окружность, значит это равнобедренная трапеция. ∠MAC=∠NCA, как углы при основании равнобедренной трапеции. В треугольнике ABC∠BAC=∠BCA, значит треугольник ABC — равнобедренный. Что требовалось доказать.
б) ∠BFC=180∘−∠AFB=180∘−135∘=45∘, как смежные BE=EF=62, так как MN - средняя линия. BF=122 ∠A=∠C=2180∘−∠B=2180∘−120∘=30∘ Окружность, описанная около трапеции, является описанной и для треугольника AMN. ∠AMN=180∘−∠C=180∘−30∘=150∘ так как сумма противоположных углов во вписанном четырехугольнике равна 180∘.
Запишем теорему синусов: sin∠AMNAN=2Rsin150AN=2R21AN=2RAN=R BH−высота, медиана и биссектриса треугольника ABC. Треугольник BFH−равнобедренный, так как он прямоугольный и ∠BFH=45∘. По теореме Пифагора: BH2+HF2=BF22BH2=BF2=(62)2=144⋅2BH=12FH=BH=12 Рассмотрим треугольник ABH. Он прямоугольный, ∠B=30∘. AB=2BH=24, так как катет BH лежит против угла в 30 градусов. AH=AB⋅cos30=123 AC=2⋅AH, так как треугольник ABC равнобедренный. AC=243. MN=2AC=2243=123 как средняя линия. AM=BM=2АВ=224=12 Рассмотрим треугольник AMN: По теореме косинусов: AN2=AM2+MN2−2⋅cos150⋅AM⋅MNAN2=122+(123)2+2⋅3⋅12⋅123AN2=144+144⋅3+144⋅3AN2=144⋅7AN=127R=AN=127 Ответ: 127.