panagiotis99 έγραψε:
Problem 3
Έστω

oξυγώνιο σκαληνό τρίγωνο με

.Έστω

ο περίκυκλος και

το ορθόκεντρο και

το ίχνος του ύψους από το

.

σημείο στον

ώστε

και

στον

ώστε

. Tα σημεία

είναι όλα διαφορετικά στον κύκλο

και βρίσκονται με αυτήν την σειρά.
Να αποδείξεται ότι οι περίκυκλοι των

και

εφάπτονται.
Παναγιώτη καλησπέρα.Βάζω την προσέγγιση που έχω βρει για το παραπάνω θέμα.
Κατ' αρχάς παρατηρούμε ότι τα σημεία

είναι συνευθειακά.Πράγματι,γνωρίζουμε ότι η

περνά από το αντιδιαμετρικό του

.
Όμως

άρα και η

περνά από το αντιδιαμετρικό του

και το ζητούμενο αποδείχθηκε.
Από εδώ και στο εξής,με

συμβολίζω το συμμετρικό του

ως προς το

.
Κάνω τώρα τον εξής μετασχηματισμό:
Αντιστρέφω πρώτα με πόλο

και δύναμη

.Στη συνέχεια ανακλώ (reflect) τα αντίστροφα σημεία ως προς το

.
Επομένως το

πάει στο

.Ο κύκλος

αντιστρέφεται σε ευθεία κάθετη στην

.
Επειδή

ισχύει

άρα το

πάει στο

και εν συνεχεία στο

.
Επομένως ο κύκλος γίνεται η ευθεία

που περνά από το

και είναι κάθετη στην

.
Επίσης ο

παραμένει κύκλος μετά την αντιστροφή άρα και μετά τον συνολικό μετασχηματισμό.Το

θα πάει στο

και το

στο

.
Επίσης το

θα είναι η τομή της

με την

.Επομένως ο

γίνεται ο κύκλος

.
Αρκεί να δείξουμε ότι η

εφάπτεται σε αυτόν τον κύκλο.
(Στο σχήμα με ίδιο χρώμα είναι τα σημεία πριν και μετά το μετασχηματισμό)

- IMO 2015 (1).PNG (36.54 KiB) Προβλήθηκε 5607 φορές
Στην ουσία έχουμε δημιουργήσει το εξής ισοδύναμο πρόβλημα:
Έστω τρίγωνο
εγγεγραμμένο σε κύκλο
.Ορίζουμε τα σημεία
με τον τρόπο που ορίστηκαν και στο αρχικό πρόβλημα.Αν η κάθετος από το
στην
τέμνει την
στο
τότε η
εφάπτεται στον περιγεγραμμένο κύκλο του τριγώνου
.

- IMO 2015 (2).PNG (22.3 KiB) Προβλήθηκε 5607 φορές
Έστω

και

.Εφόσον

,το

είναι εγγράψιμο.
Το τρίγωνο

είναι ισοσκελές αφού η

είναι ύψος και διχοτόμος.Επομένως

.
Όμως

από το εγγράψιμο

.Συνεπώς

άρα τα

είναι συνευθειακά.

- IMO 2015 (3).PNG (22.62 KiB) Προβλήθηκε 5607 φορές
Επομένως

άρα από το θεώρημα χορδής-εφαπτομένης παίρνουμε το ζητούμενο.
Πρόκειται για πολύ όμορφο πρόβλημα,με τον τρόπο που διατυπώθηκε.
Διατηρώ μια επιφύλαξη στο τέλος,καθώς παρότι ήταν το σημείο που μου πήρε πιο πολύ ώρα,τελικά λύθηκε μόνο με γωνίες.
Κάποια στιγμή μπορεί να ανεβάσω και τη λύση μου στο δεύτερο πρόβλημα,που είναι διαφορετική από του Παναγιώτη.
Όσον αφορά το 1,πράγματι με τον Παναγιώτη συμπληρώσαμε ο ένας τον άλλο σε δύο σημεία των αποδείξεών μας όπου υπήρχε κενό.
Να ευχηθώ τέλος κι από εδώ,καλή επιτυχία και τη δεύτερη μέρα στους Έλληνες που συμμετέχουν,και καλά αποτελέσματα!!!