6213. Пусть
R
— радиус окружности, описанной около треугольника
ABC
,
\angle BAC=\alpha
,
H
— ортоцентр треугольника. Докажите, что
AH=2R|{\cos\alpha}|
.
Решение. Пусть
O
— центр окружности, описанной около треугольника
ABC
,
M
— середина стороны
BC
. Тогда
AH=2OM
(см. задачу 1257).
Если треугольник
ABC
остроугольный, то точка
O
лежит внутри него, поэтому
\angle BOC=2\angle BAC=2\alpha
, а так как треугольник
BOC
равнобедренный, то его медиана
OM
является высотой и биссектрисой. Значит,
\angle BOM=\frac{1}{2}\angle BOC=\alpha
. Из прямоугольного треугольника
BOM
находим, что
OM=OB\cos\angle BOM=R\cos\alpha.

Следовательно,
AH=2OM=2R\cos\alpha
.
Если
\angle BAC\gt90^{\circ}
, точки
A
и
O
лежат по разные стороны от прямой
BC
. В этом случае
\angle BOC=360^{\circ}-2\alpha,~\angle BOM=180^{\circ}-\alpha.

Следовательно,
OM=OB\cos\angle BOM=R\cos(180^{\circ}-\alpha)=-R\cos\alpha=|R{\cos\alpha}|,~AH=2R|{\cos\alpha}|.

Если
\angle BAC=90^{\circ}
, утверждение очевидно, так как
\cos90^{\circ}=0
.