Loading [MathJax]/jax/output/SVG/jax.js

Городская Жаутыковская олимпиада, 9 класс, 2014 год


В выпуклом четырехугольнике ABCD на диагонали AC отмечена точка M. Через точку M проведены прямые l1 и l2 такие, что l1AB и l2CD. Положим P — точка пересечения l1 и CB, Q — точка пересечения прямой l2 и AD. Докажите, что середина отрезка PQ лежит на FE, где F — середина DC, E — середина AB.
посмотреть в олимпиаде

Комментарий/решение:

пред. Правка 2   2
6 месяца 28 дней назад #

Решение координатным методом.

1)Введём систему координат. Пусть E(0;0) - начало координат, ось OxEF;F(S;0);OyEF

2)Так как точки E и F - середин отрезков AB и CD, то AE=EB=L1;CF=FD=L2

3)Пусть BEF=α;CFE=β

4)С учетом (2) и (3) получаем координаты вершин:

A(L1cosα;L1sinα);B(L1cosα;L1sinα)

C(SL2cosβ;L2sinβ);D(S+L2cosβ;L2sinβ)

5)Пусть AMAC=φ;φ(0;1)

6)По условию, MPAB и MQCD. Отсюда следует подобие по трем углам треугольников ABC и MPC, а также треугольников CDA и MQA

7)Теорема - у подобных треугольников соотношение соответствующих сторон равны.

8)Из (6) и (7) следуют равенства

MCAC=PCBC=1φ;AMAC=AQAD=φ

9)Отношение длин отрезков равно отношению разности их координат (доказывается через подобие, опустим это)

10)Из (8) и (9) следуют равенства

PCBC=YCYPYCYB=1φ;AQAD=YQYAYDYA=φ

11)Выразим координаты точек P и Q

L2sinβYPL2sinβL1sinα=1φ;

YP=L2sinβ(1φ)(L2sinβL1sinα)

YQ(L1sinα)L2sinβ(L1sinα)=φ

YQ=φ(L2sinβ+L1sinα)L1sinα

12)Ключевой момент решения - найдем игрековую координату середины отрезка PQ - точки H

YH=0.5(YP+YQ)=

0.5(L2sinβ(1φ)(L2sinβL1sinα)+φ(L2sinβ+L1sinα)L1sinα)

YH=0

13)Утверждение (12) означает, что HEF. Потому что уравнение отрезка EF - это y=0. Задача доказана.