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

Задача М711

Условие задачи (1981, № 11) Задача М711 // Квант. — 1981. — № 11. — Стр. 21; 1982. — № 7. — Стр. 42—43.

Диагонали выпуклого четырёхугольника $ABCD$‍,‍ вписанного в окружность с центром $O$‍,‍ взаимно перпендикулярны. Докажите, что ломаная $AOC$‍‍ делит четырёхугольник на две части равной площади.

В. Варваркин


Решение задачи (1982, № 7) Задача М711 // Квант. — 1981. — № 11. — Стр. 21; 1982. — № 7. — Стр. 42—43.

Соединим вершины $B$‍‍ и $D$‍‍ четырёхугольника с центром $O$‍‍ и продолжим радиус $CO$‍‍ до пересечения с окружностью в точке $G$‍‍ (рис. 1). Поскольку $(AC)\perp(BD)$‍,$\widehat{ACD}+\widehat{BDC}=90^\circ$‍,‍ так что $\uduga{DA}+\uduga{BC}=180^\circ$‍.‍ Отсюда вытекает, что дуги $DG$‍‍ и $AB$‍‍ конгруэнтны и, следовательно, угол $AOB$‍‍ в два раза больше угла $DCO$‍.‍ Из этого несложным вычислением получаем равенство площадей треугольников $AOB$‍‍ и $COD$‍.

Равенство площадей треугольников $AOD$‍‍ и $BOC$‍‍ доказывается аналогично.

Поскольку ломаная $AOC$‍‍ делит наш четырёхугольник на части, составленные из пар треугольников $AOB$‍,$BOC$‍‍ и $AOD$‍,$COD$‍,‍ получаем утверждение задачи.

От редакции. Это решение по существу приводит к наблюдению, которому была посвящена задача M648; в таком четырёхугольнике (вписанном в окружность, со взаимно перпендикулярными диагоналями) длина стороны вдвое больше расстояния от центра окружности до середины противоположной стороны. Есть и значительно более короткие решения, найденные читателями. Например: перпендикуляры, опущенные из центра $O$‍‍ на диагонали $AC$‍‍ и $BD$‍,‍ попадают в их середины (рис. 2), а потому каждая из частей, на которые ломаная $AOC$‍‍ делит наш четырёхугольник, имеет площадь $\dfrac{|AC|\cdot |BD|}{4}$‍.

Рисунок номер 1 Рисунок номер 2

В. Варваркин


Метаданные Задача М711 // Квант. — 1981. — № 11. — Стр. 21; 1982. — № 7. — Стр. 42—43.

Предмет
Математика
Условие
Решение
Номера

1981. — № 11. — Стр.  [условие]

1982. — № 7. — Стр.  [решение]

Описание
Задача М711 // Квант. — 1981. — № 11. — Стр. 21; 1982. — № 7. — Стр. 42‍—‍43.
Ссылка
https://www.kvant.digital/problems/m711/