10729. Дан правильный семиугольник
ABCDEFG
. Докажите, что
\frac{1}{AC}+\frac{1}{AD}=\frac{1}{AB}.

Решение. Опишем окружность около данного правильного семиугольника. Его вершины разбивают эту окружность на семь равных дуг. Пусть каждая из этих дуг равна
2\alpha
. Тогда
\angle ADE=\frac{6\alpha}{2}=3\alpha
и
\angle AED=\frac{6\alpha}{2}=3\alpha
, значит, треугольник
ADE
равнобедренный,
AE=AD
. Кроме того,
CE=AC
и
DE=AB=CD
.
Применив теорему Птолемея к вписанному четырёхугольнику
ACDE
(см. задачу 130), получим, что
DE\cdot AC+CD\cdot AE=CE\cdot AD,~\mbox{или}~AB\cdot AC+AB\cdot AD=AC\cdot AD,

откуда
AB(AC+AD)=AC\cdot AD,~AB=\frac{AC\cdot AD}{AC+AD},~

\frac{1}{AB}=\frac{AC+AD}{AC\cdot AD}=\frac{1}{AD}+\frac{1}{AC}.