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

Задание 902

Задачи повышенной трудности

Задача 1

Условие (кратко)

Точки B₁ и C₁ — середины дуг AB и AC окружности (рис. 277); хорда B₁C₁ пересекает хорды AB и AC в точках M и N. Докажите, что AM = AN.

Решение

Дано: \(A\), \(B\), \(C\) — точки окружности, \(B_1\) — середина дуги \(AB\), \(C_1\) — середина дуги \(AC\) (дуг, не содержащих третьей точки), хорда \(B_1C_1\) пересекает \(AB\) в точке \(M\), \(AC\) — в точке \(N\) (рис. 277). Доказать: \(AM = AN\).

  1. По условию \(\smile AB_1 = \smile B_1B\) и \(\smile AC_1 = \smile C_1C\).

  2. Угол между пересекающимися хордами равен полусумме дуг, заключённых между его сторонами и сторонами вертикального угла. Хорды \(AB\) и \(B_1C_1\) пересекаются в точке \(M\):

    \[\angle AMN = \angle AMC_1 = \tfrac{1}{2}(\smile AC_1 + \smile BB_1).\]
    (Это же можно получить так: \(\angle AMC_1\) — внешний угол \(\triangle AMB_1\), он равен \(\angle MAB_1 + \angle AB_1M\), а эти вписанные углы опираются на дуги \(BB_1\) и \(AC_1\).)

  3. Хорды \(AC\) и \(B_1C_1\) пересекаются в точке \(N\):

    \[\angle ANM = \angle ANB_1 = \tfrac{1}{2}(\smile AB_1 + \smile CC_1).\]

  4. Так как \(\smile BB_1 = \smile AB_1\) и \(\smile AC_1 = \smile CC_1\), правые части равны: \(\angle AMN = \angle ANM\). Значит, \(\triangle AMN\) равнобедренный с основанием \(MN\), и \(AM = AN\).

Ответ
Утверждение доказано — AM = AN, треугольник AMN равнобедренный.
Почему так

Углы AMN и ANM измеряются полусуммами дуг, которые попарно равны, потому что B₁ и C₁ — середины 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.