369. Теорема Брахмагупты. Диагонали вписанного четырёхугольника перпендикулярны и пересекаются в точке
P
. Докажите, что прямая, проходящая через точку
P
и перпендикулярная одной из сторон четырёхугольника, делит противоположную сторону пополам.
Решение. Пусть
H
и
M
— точки пересечения данной прямой со сторонами соответственно
AD
и
BC
данного четырёхугольника
ABCD
,
PH\perp AD
.
Обозначим
\angle ACB=\angle ADB=\alpha
. Тогда
\angle BPM=\angle DPH=90^{\circ}-\alpha,~\angle CPM=90^{\circ}-(90^{\circ}-\alpha)=\alpha=\angle PCM,

значит, треугольник
CMP
равнобедренный,
PM=CM
. Аналогично
PM=BM
. Следовательно,
PM
— медиана треугольника
BPC
. Что и требовалось доказать.

Примечание. 1. Обратное утверждение также верно: прямая, проходящая через точку
P
и середину стороны такого четырёхугольника, перпендикулярна противоположной стороне.
2. См. статью В.Дубровского «Геометрические метаморфозы», Квант, 1997, N6, с.26-30.