«Квант» — научно-популярный физико-математический журнал (издаётся с 1970 года)
Старый сайт журнала: kvant.ras.ru

Задача М1117

Условие задачи (1988, № 8) Задача М1117 // Квант. — 1988. — № 8. — Стр. 30—31; 1989. — № 1. — Стр. 22—23.

Дан произвольный треугольник. Докажите, что

  1. можно построить три окружности с центрами в его вершинах, попарно касающиеся друг друга (в точках $K$‍,$L$‍,$M$‍‍ — см. рис. 1);
  2. если через середину каждой дуги $KL$‍,$LM$‍,$MK$‍,‍ лежащей внутри треугольника, провести касательную к ней, то образуется четыре треугольника, площадь одного из которых (центрального) равна сумме площадей трёх других.
Рисунок номер ...

А. А. Горбачёв


Решение задачи (1989, № 1) Задача М1117 // Квант. — 1988. — № 8. — Стр. 30—31; 1989. — № 1. — Стр. 22—23.

Точки $K$‍,$L$‍,$M$‍‍ — это точки касания сторон данного треугольника $ABC$‍‍ со вписанной в него окружностью (см. рисунок; если $OK=OL=OM$‍‍ — радиусы вписанной окружности, то $CK=CL$‍,$AL=AM$‍‍ и $BM=BK$‍‍ как отрезки касательных ко вписанной окружности, причём дуги соответствующих радиусов с центрами $C$‍,$A$‍‍ и $B$‍‍ в своих концах $K$‍,$L$‍‍ и $M$‍‍ касаются радиусов $OK$‍,$OL$‍‍ и $OM$‍).

Рисунок номер ...

Касательная, проведённая через середину $C'$‍‍ дуги $KL$‍‍ (с центром $C$‍),‍ отсекает от $\triangle ABC$‍‍ равнобедренный треугольник, по площади равный четырёхугольнику $CKOL$‍:‍ высота $CC'$‍‍ разрезает этот равнобедренный треугольник на два прямоугольных, равных $\triangle KCO=\triangle LCO$‍.‍ Тут следует ещё отметить, что эта касательная (на рисунке — красная) всегда пересекает стороны $CA$‍‍ и $CB$‍‍ (угол $COB$‍‍ тупой, поскольку полусумма двух углов $B$‍‍ и $C$‍‍ треугольника $ABC$‍‍ меньше $90^\circ$‍,‍ поэтому гипотенуза $CO$‍‍ треугольника $COK$‍‍ меньше $CB$‍;‍ аналогично $\angle COA\gt 90^\circ$‍,‍ и поэтому $CO\lt CA$‍).‍ Аналогичная перестройка для двух других красных касательных превращает равнобедренные треугольники с высотами $AA'$‍‍ и $BB'$‍‍ в четырёхугольники $ALOM$‍‍ и $BMOK$‍.‍ Таким образом, сумма площадей трёх равнобедренных треугольников с красными основаниями равна площади треугольника $ABC$‍.‍ Отсюда вытекает последнее утверждение задачи: площадь, не покрытая треугольниками, равна площади, покрытой ими дважды.

А. А. Горбачёв


Метаданные Задача М1117 // Квант. — 1988. — № 8. — Стр. 30—31; 1989. — № 1. — Стр. 22—23.

Предмет
Математика
Условие
Решение
Номера

1988. — № 8. — Стр.  [условие]

1989. — № 1. — Стр.  [решение]

Описание
Задача М1117 // Квант. — 1988. — № 8. — Стр. 30‍—‍31; 1989. — № 1. — Стр. 22‍—‍23.
Ссылка
https://www.kvant.digital/problems/m1117/