Геометрия. 7–9 классы · Атанасян, Бутузов и др.

Задание 820

Дополнительные задачи к главе IX

Задача 1

Условие (кратко)

Четырёхугольник вписан в одну окружность и описан около другой. Докажите, что прямые, соединяющие точки касания вписанной окружности с противоположными сторонами, перпендикулярны.

Решение

Дано: \(ABCD\) вписан в окружность и описан около окружности с центром \(O\); \(K\), \(L\), \(M\), \(N\) — точки касания со сторонами \(AB\), \(BC\), \(CD\), \(DA\). Доказать: \(KM \perp LN\).

  1. Пусть \(\angle A = \alpha\), \(\angle C = \gamma\). Четырёхугольник вписанный, поэтому \(\alpha + \gamma = 180^\circ\).

  2. В четырёхугольнике \(AKON\) углы при \(K\) и \(N\) прямые (радиус перпендикулярен касательной), поэтому \(\angle KON = 360^\circ - 90^\circ - 90^\circ - \alpha = 180^\circ - \alpha\). Значит, дуга \(KN\) вписанной окружности, лежащая внутри угла \(A\), равна \(180^\circ - \alpha\). Так же дуга \(LM\) внутри угла \(C\) равна \(180^\circ - \gamma\).

  3. Хорды \(KM\) и \(LN\) пересекаются в точке \(P\). Угол между пересекающимися хордами равен полусумме дуг, заключённых между его сторонами и сторонами вертикального угла:

    \[\angle KPN = \dfrac{1}{2}\left(\smile KN + \smile LM\right) = \dfrac{1}{2}\left(360^\circ - (\alpha + \gamma)\right) = \dfrac{1}{2} \cdot 180^\circ = 90^\circ.\]

Ответ
Утверждение доказано: угол между прямыми KM и LN равен 90°
Почему так

Дуги вписанной окружности внутри противоположных углов равны 180° − α и 180° − γ, а угол между хордами — полусумма этих дуг.

Подробнее — в теме «Углы, образованные хордами, касательными и секущими».

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).

Нашли ошибку?

Опечатка, неверный ответ, непонятное объяснение — напишите, что не так. Мы проверим и исправим.