132. Четырёхугольник
ABCD
, диагонали которого взаимно перпендикулярны, вписан в окружность с центром
O
. Докажите, что ломаная
AOC
делит его на две равновеликие части.
Указание. Диаметр, перпендикулярный хорде, делит её пополам.
Решение. Первый способ. Пусть
K
— точка пересечения диагоналей
AC
и
BD
. Если
O
принадлежит
AC
или
BD
, то решение очевидно. Иначе, один из получившихся четырёхугольников — выпуклый. Будем считать что это четырёхугольник
ABCO
.
Пусть тогда
M
и
N
— основания перпендикуляров, опущенных из точки
O
на
AC
и
BD
(рис. 1). Тогда
S_{ABCO}=\frac{1}{2}AC\cdot OM+\frac{1}{2}AC\cdot BK=\frac{1}{2}AC\cdot(OM+BK)=

=\frac{1}{2}AC\cdot(KN+BK)=\frac{1}{4}AC\cdot BD=\frac{1}{2}S_{ABCD}.

Второй способ. Поскольку
ON\parallel AC
, треугольник
ANC
равновелик треугольнику
AOC
(рис. 2), поэтому
S_{ABCO}=S_{ABCN}
, а так как
AN
и
CN
— медианы треугольников
ABD
и
CBD
, то
S_{ABCO}=\frac{1}{2}S_{\triangle ABD}+\frac{1}{2}S_{\triangle CBD}=\frac{1}{2}(S_{\triangle ABD}+S_{\triangle CBD})=\frac{1}{2}S_{ABCD}.



Примечание. Для любого выпуклого четырёхугольника
ABCD
с перпендикулярными диагоналями (не обязательно вписанного) верно утверждение: если
O
— точка внутри четырёхугольника, лежащая на серединном перпендикуляре к диагонали
BD
, то ломаная
AOC
разбивает четырёхугольник на две равновеликие части.