4943. Диагонали вписанного четырёхугольника перпендикулярны. Докажите, что сумма квадратов противоположных сторон равна квадрату диаметра описанной окружности.
Указание. Пусть
ABCD
— вписанный четырёхугольник с перпендикулярными диагоналями
AC
и
BD
. Проведите диаметр
DD_{1}
.
Решение. Пусть
R
— радиус окружности, описанной около четырёхугольника
ABCD
с перпендикулярными диагоналями
AC
и
BD
.
Проведём диаметр
DD_{1}
. Тогда
\angle DBD_{1}=90^{\circ}
, а так как
AC\perp BD
, то
BD_{1}\parallel AC
. Хорды
AB
и
CD
заключены между параллельными хордами
BD_{1}
и
AC
, значит,
AB=CD_{1}
. Кроме того,
\angle DCD_{1}=90^{\circ}
, так как точка
C
лежит на окружности с диаметром
DD_{1}
. Следовательно,
AB^{2}+CD^{2}=CD_{1}^{2}+CD^{2}=DD_{1}^{2}=4R^{2}.

Что и требовалось доказать. Аналогично
AD^{2}+BC^{2}=4R^{2}
.