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

Задание 1356

Дополнительные задачи к главе XV

Задача 1

Условие (кратко)

В трапеции с основаниями MN и PQ диагонали MP и NQ пересекаются в точке O. С помощью задачи 1355 докажите, что окружности, описанные около треугольников MNO и PQO, имеют общую касательную в точке O.

Решение

Дано: \(MNPQ\) — трапеция, \(MN \parallel PQ\), \(MP \cap NQ = O\). Доказать: описанные окружности \(\triangle MNO\) и \(\triangle PQO\) касаются одной прямой в точке \(O\).

  1. \(\triangle MON \sim \triangle POQ\): углы при \(O\) вертикальные, \(\angle OMN = \angle OPQ\) как накрест лежащие при \(MN \parallel PQ\). Поэтому \(\dfrac{OP}{OM} = \dfrac{OQ}{ON} = \dfrac{PQ}{MN}\).

  2. Точки \(P\) и \(M\), \(Q\) и \(N\) лежат по разные стороны от \(O\). Значит, гомотетия с центром \(O\) и \(k = -\dfrac{PQ}{MN}\) переводит \(M\) в \(P\), \(N\) в \(Q\), а \(O\) — в себя.

  3. Треугольник \(MNO\) переходит в треугольник \(PQO\), а его описанная окружность — в описанную окружность \(\triangle PQO\) (гомотетия переводит окружность в окружность, проходящую через образы трёх точек).

  4. Центр гомотетии \(O\) лежит на первой окружности, поэтому по задаче 1355 эти окружности имеют в точке \(O\) общую касательную.

Ответ
Утверждение доказано.
Почему так

Треугольники MNO и PQO гомотетичны с центром O, а гомотетия с центром на окружности даёт общую касательную в центре.

Подробнее — в теме «Гомотетия».

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.