5827. В равнобедренный треугольник
ABC
(
AB=BC
) вписана окружность с центром
O
. Касательная к окружности пересекает стороны
BC
и
CA
в точках
M
и
N
соответственно. Найдите радиус окружности, если
\angle MNC=2\angle NMC
,
OM=\sqrt{10}
,
ON=\frac{15}{4}
.
Ответ. 3.
Решение. Обозначим
\angle NMC=\alpha
. Тогда
\angle MNC=2\alpha
. Пусть вписанная окружность треугольника
ABC
касается отрезка
MN
в точке
K
. Заметим, что
MO
и
NO
— биссектрисы углов
BMN
и
ANM
соответственно. Поэтому
\angle OMK=\frac{1}{2}\angle BMN=\frac{1}{2}(180^{\circ}-\alpha)=90^{\circ}-\frac{\alpha}{2},~

\angle ONK=\frac{1}{2}\angle ANM=\frac{1}{2}(180^{\circ}-2\alpha)=90^{\circ}-\alpha.

Из прямоугольных треугольников
OKM
и
OKN
находим, что
r=OK=OM\sin\angle OMK=OM\sin\left(90^{\circ}-\frac{\alpha}{2}\right)=\sqrt{10}\cos\frac{\alpha}{2},

r=OK=ON\sin\angle ONK=ON\sin(180^{\circ}-\alpha)=\frac{15}{4}\cos\alpha.

Тогда
\sqrt{10}\cos\frac{\alpha}{2}=\frac{15}{4}\cos\alpha
, или
\sqrt{10}\cos\frac{\alpha}{2}=\frac{15}{4}\left(2\cos^{2}\frac{\alpha}{2}-1\right)
. Из этого уравнения находим, что
\cos\frac{\alpha}{2}=\frac{3}{\sqrt{10}}
. Следовательно,
r=\sqrt{10}\cos\frac{\alpha}{2}=\sqrt{10}\cdot\frac{3}{\sqrt{10}}=3.