Окружности пересекаются в точках A и B, прямая m через A пересекает их в точках C и D, касательные в точках C и D пересекаются в точке K. Докажите, что угол CKD не зависит от выбора прямой m.
Решение
Дано: окружности пересекаются в точках \(A\) и \(B\), прямая \(m\) через \(A\) пересекает их в точках \(C\) и \(D\) (\(A\) между \(C\) и \(D\)), \(KC\) и \(KD\) — касательные. Доказать: \(\angle CKD\) не зависит от \(m\).
Угол между касательной \(KC\) и хордой \(CA\) измеряется половиной дуги \(CA\), заключённой внутри него. Вписанный угол \(CBA\) опирается на ту же дугу, поэтому \(\angle KCD = \angle KCA = \angle CBA\).
Точно так же во второй окружности \(\angle KDC = \angle KDA = \angle DBA\).
Точка \(A\) лежит на отрезке \(CD\), то есть внутри угла \(CBD\), поэтому \(\angle CBA + \angle ABD = \angle CBD\). Значит, \(\angle KCD + \angle KDC = \angle CBD\).
Из треугольника \(CKD\): \(\angle CKD = 180^\circ - (\angle KCD + \angle KDC) = 180^\circ - \angle CBD\). По задаче 801 угол \(CBD\) не зависит от прямой \(m\), значит, и \(\angle CKD\) не зависит.
Ответ
Утверждение доказано: ∠CKD = 180° − ∠CBD — величина постоянная
Почему так
Угол между касательной и хордой равен вписанному углу, опирающемуся на ту же дугу, поэтому сумма углов C и D треугольника CKD равна ∠CBD.
Окружности пересекаются в точках A и B, прямая m через A пересекает их в точках C и D, касательные в точках C и D пересекаются в точке K. Докажите, что четырёхугольник BCKD можно вписать в окружность.
Решение
Дано: то же, что в пункте а). Доказать: около четырёхугольника \(BCKD\) можно описать окружность.
В пункте а) получено \(\angle CKD = 180^\circ - \angle CBD\), то есть \(\angle CKD + \angle CBD = 180^\circ\).
Точки \(K\) и \(B\) лежат по разные стороны от прямой \(CD\), поэтому \(\angle CKD\) и \(\angle CBD\) — противоположные углы четырёхугольника \(BCKD\).
Если сумма противоположных углов четырёхугольника равна \(180^\circ\), то около него можно описать окружность (задача 810). Значит, \(BCKD\) можно вписать в окружность.
Условия задач приведены кратким пересказом. Полный текст — в учебнике «Геометрия. 7–9 классы» (Л. С. Атанасян, В. Ф. Бутузов, С. Б. Кадомцев, Э. Г. Позняк, И. И. Юдина; Просвещение, 2023, 2024).