3569. Пусть
ABCD
и
A_{1}B_{1}C_{1}D_{1}
— два выпуклых четырёхугольника с соответственно равными сторонами. Докажите, что если
\angle A\gt\angle A_{1}
, то
\angle B\lt\angle B_{1}
,
\angle C\gt\angle C_{1}
,
\angle D\lt\angle D_{1}
.
Указание. Поскольку
AB=A_{1}B_{1}
,
AD=A_{1}D_{1}
, а
\angle A\gt\angle A_{1}
, то
BD\gt B_{1}D_{1}
(см. задачу 3606).
Решение. Рассмотрим треугольники
ABD
и
A_{1}B_{1}D_{1}
. Поскольку
AB=A_{1}B_{1}
,
AD=A_{1}D_{1}
, а
\angle A\gt\angle A_{1}
, то
BD\gt B_{1}D_{1}
(см. задачу 3606). Рассматривая аналогично треугольники
BCD
и
B_{1}C_{1}D_{1}
, получим, что
\angle C\gt\angle C_{1}
.
Предположим теперь, что
\angle B\geqslant\angle B_{1}
. Тогда
AC\geqslant A_{1}C_{1}
. Поэтому
\angle D\geqslant\angle D_{1}
. Поскольку сумма углов выпуклого четырёхугольника равна
360^{\circ}
, то
360^{\circ}=\angle A+\angle B+\angle C+\angle D\gt\angle A_{1}+\angle B_{1}+\angle C_{1}+\angle D_{1}=360^{\circ},

что невозможно. Следовательно,
\angle B\lt\angle B_{1}
, а
\angle D\lt\angle D_{1}
.