6729. Окружность с центром
I
, вписанная в треугольник
ABC
, касается стороны
BC
в точке
M
. Вневписанная окружность с центром
J
касается стороны
BC
в точке
N
. Точка
K
— середина стороны
BC
. Докажите, что
AN\parallel IK
и
AM\parallel JK
.
Решение. Рассмотрим гомотетию с центром
A
, переводящую вписанную окружность треугольника
ABC
во вневписанную, касающуюся стороны
BC
. Пусть прямая, параллельная
BC
, касается вписанной окружности в точке
P
. При рассматриваемой гомотетии эта прямая переходит в прямую
BC
, а точка
P
— в точку
N
. Поскольку
CM=BN
(см. задачу 4805), середина
K
стороны
BC
есть середина отрезка
MN
, а так как
I
— середина диаметра
PM
вписанной окружности, то
IK
— средняя линия треугольника
PMN
. Следовательно,
AN\parallel IK
.
Пусть при рассматриваемой гомотетии точки
B
и
C
переходят в
B_{1}
и
C_{1}
соответственно. Тогда точка
M
касания вписанной окружности треугольника
ABC
и прямой
BC
переходит в точку касания
M_{1}
вписанной окружности треугольника
AB_{1}C_{1}
(т. е. вневписанной окружности треугольника
ABC
) и прямой
B_{1}C_{1}
. Точка
J
— середина диаметра
M_{1}N
этой окружности, а
K
— середина стороны
MN
треугольника
MM_{1}N
, значит,
JK
— его средняя линия. Следовательно,
AM\parallel JK
.
Примечание. См. также статью А.Карлюченко и Г.Филипповского «Об одной замечательной прямой в треугольнике», Квант, 2007, N4, с.31, 34-35.