Για την καλησπέρα μου στους Γίγαντες του είδους θέλοντας να συμβάλλω στην όμορφη προσπάθεια του Δημήτρη, ας προσεγγίσουμε το θέμα σύμφωνα με το φάκελο που έχει τεθεί.dimplak έγραψε:Δίνεται τετράγωνο. Τυχαία ευθεία
διέρχεται από το
και τέμνει την πλευρά
στο σημείο
και την προέκταση της
στο σημείο
. Αν
είναι το μέσο του τμήματος
, να αποδειχθεί ότι η ευθεία
εφάπτεται στον εγγεγραμμένο κύκλο του τετραγώνου.Επιπλέον, αν
είναι η τομή των ευθειών
και
, να αποδειχθεί ότι το
είναι σημείο του περιγεγραμμένου κύκλου του τετραγώνου.
Υ.Γ. Μόνο με Ευκλείδια Γεωμετρία
(α) Θεωρούμε την
και ως ισοδύναμο πρόβλημα του εν λόγω ερωτήματος αρκεί να δειχθεί ότι
είναι το μέσο της
, με
.Έστω
, με
το κέντρο του τετραγώνου
και έστω επί πλέον
.Είναι
σημεία κύκλου διαμέτρου
.[attachment=0]1.png[/attachment]
Το τρίγωνο
είναι ισοσκελές (
διχοτόμος (από επαφές) και
διάμεσος (λόγω συμμετρίας) ) οπότε
ομοκυκλικά και άρα
ομοκυκλικά, οπότε:
και το (α) ζητούμενο έχει αποδειχθεί.
(β). Αν
τότε είναι:
Επίσης
ομοκυκλικά οπότε
σημείο και του περίκυκλου του τετραγώνου
και το (β) ζητούμενο έχει αποδειχθεί.Στάθης
. Τυχαία ευθεία
διέρχεται από το
και τέμνει την πλευρά
στο σημείο
και την προέκταση της
στο σημείο
. Αν
, να αποδειχθεί ότι η ευθεία
εφάπτεται στον εγγεγραμμένο κύκλο του τετραγώνου.Επιπλέον, αν
είναι η τομή των ευθειών
, να αποδειχθεί ότι το
είναι ομοκυκλικά τότε
μπορεί να προκύψει με εφαρμογή του αντιστρόφου του θεωρήματος του Pascal στο μη κυρτό εξάγωνο
αφού τα σημεία τομής
των απέναντι πλευρών του είναι συνευθειακά και η απόδειξη ότι το
αρμονική και με
το μέσο της
του
στο σημείο έστω
.
, τα σημεία επαφής του κύκλου
αντιστοίχως και έστω τα σημεία
και
.

τώρα, λόγω του εγγεγραμμένου κύκλου του
γνωστό αποτέλεσμα που έχουμε ξαναδεί στο
.
και

και
λόγω της 
και
και το ισοδύναμο
η οποία προκύπτει εύκολα και από την οποία άμεσα οπως είδαμε, συμπεραίνεται το
του δοσμένου τετραγώνου
και
όπως έχουν οριστεί στην λύση του και επιτρέψτε μου να σταθώ στο σημείο αυτό.
, μία οριζόντια εφαπτομένη της
και μία τυχούσα εφαπτομένη της
όπως φαίνεται στο σχήμα που ακολουθεί. Ζητάμε με κανόνα και διαβήτη τη κατασκευή της άλλης εφαπτομένης της έλλειψης από το σημείο 
άμεσα προσδιορίζουμε το κέντρο
της έλλειψης. Γνωρίζουμε ότι η χορδή
διχοτομείται από την
(αποδεικνύεται δε πολύ εύκολα). Άρα το
είναι η τομή της έλλειψης με την παράλληλη από το
(συμμετρικό του
ως προς το
Στη περίπτωση που το
είναι σημείο της ευθείας
το σημείο τομής των
Τότε μπορούμε να δείξουμε ότι το
ή
δηλαδή
όπου
εφαρμόζουμε το θεώρημα του Μενελάου στο τρίγωνο
με διατέμνουσα την
και παίρνουμε
και
οπότε

όπως φαίνεται στο σχήμα. Ενώνουμε το
με το
και παίρνουμε το
Μετά ενώνουμε το
και παίρνουμε το
.
γράφουμε τον κύκλο
που τέμνει την
που τέμνει
στο
.
προφανώς εφάπτεται στον
οπότε
και
Άρα έχουμε ότι
Στο τετράγωνο τώρα
και
παίρνουμε
δηλαδή απαντάμε άμεσα στο πρώτο ερώτημα.
έχουμε
δηλαδή την απάντηση στο δεύτερο ερώτημα, αφού από το εγγράψιμο πλέον
παίρνουμε
οπότε
που σημαίνει ότι τα σημεία
είναι συνευθειακά άρα και τα σημεία
αφού το
οι κορυφές του τετραγώνου, οπότε ο εγγεγραμμένος κύκλος έχει κέντρο
και ακτίνα
.
, οπότε
και
.
στο
. Οπότε
.
, άρα η ευθεία εφάπτεται στον κύκλο.