2946. Через вершину наибольшего угла треугольника со сторонами 6, 8 и 10 проведена касательная к окружности, описанной около этого треугольника. Найдите отрезок касательной, заключённый между точкой касания и точкой пересечения с продолжением наибольшей стороны треугольника.
Ответ.
\frac{120}{7}
.
Решение. Первый способ. Рассмотрим треугольник
ABC
со сторонами
AB=10
,
AC=6
,
BC=8
. Поскольку
AB^{2}=10^{2}=6^{2}+8^{2}=AC^{2}+BC^{2}
, этот треугольник — прямоугольный, причём
\angle ACB=90^{\circ}
.
Пусть касательная к описанной окружности треугольника
ABC
, проведённая в точке
C
, пересекает продолжение гипотенузы
AB
в точке
M
. Центр
O
описанной окружности прямоугольного треугольника — середина гипотенузы
AB
.
Обозначим
\angle MBC=\angle ABC=\alpha
. Треугольник
BOC
— равнобедренный (
OB=OC=5
). По теореме о внешнем угле треугольника
\angle MOC=2\alpha
. Из прямоугольного треугольника
ABC
находим, что
\tg\alpha=\tg\angle ABC=\frac{AC}{BC}=\frac{3}{4}.

Тогда
\tg\angle MOC=\tg2\alpha=\frac{2\tg\alpha}{1-\tg^{2}\alpha}=\frac{2\cdot\frac{3}{4}}{1-\frac{9}{16}}=\frac{24}{7}.

Следовательно,
MC=OC\tg2\alpha=5\cdot\frac{24}{7}=\frac{120}{7}.

Второй способ. Рассмотрим треугольник
ABC
со сторонами
AB=10
,
AC=6
,
BC=8
. Поскольку
AB^{2}=10^{2}=6^{2}+8^{2}=AC^{2}+BC^{2}
, этот треугольник — прямоугольный, причём
\angle ACB=90^{\circ}
.
Пусть касательная к описанной окружности треугольника
ABC
, проведённая в точке
C
, пересекает продолжение гипотенузы
AB
в точке
M
. Обозначим
CM=x
. Центр
O
описанной окружности прямоугольного треугольника — середина гипотенузы
AB
. Перпендикуляр
CD
, опущенный из точки
C
на
AB
, есть общая высота прямоугольных треугольников
ACB
и
MCO
. Поэтому, с одной стороны,
DH=\frac{AC\cdot BC}{AB}=\frac{6\cdot8}{10}=\frac{24}{5},

с другой —
DH=\frac{CO\cdot CM}{MO}=\frac{5x}{\sqrt{x^{2}+25}}.

Из уравнения
\frac{5x}{\sqrt{x^{2}+25}}=\frac{24}{5}
находим, что
x=\frac{120}{7}
.