175. Угол при вершине
A
треугольника
ABC
равен
60^{\circ}
. Докажите, что центр окружности, проходящей через середины сторон треугольника
ABC
, лежит на биссектрисе угла
A
.
Решение. Рассмотрим остроугольный треугольник
ABC
. Пусть
A_{1}
,
B_{1}
,
C_{1}
— середины сторон
BC
,
AC
и
AB
соответственно,
O_{1}
— центр окружности, проходящей через точки
A_{1}
,
B_{1}
и
C_{1}
. Тогда центральный угол
B_{1}O_{1}C_{1}
этой окружности вдвое больше вписанного угла
B_{1}A_{1}C_{1}
. Значит,
\angle B_{1}O_{1}C_{1}=2\angle B_{1}A_{1}C_{1}=2\angle BAC=120^{\circ}.

Тогда около четырёхугольника
AB_{1}O_{1}C_{1}
можно описать окружность. Вписанные в эту окружность углы
B_{1}AO_{1}
и
C_{1}AO_{1}
опираются на равные дуги (стягиваемые равными хордами
O_{1}B_{1}
и
O_{1}C_{1}
), значит, они равны. Следовательно,
AO_{1}
— биссектриса угла
BAC
. Что и требовалось доказать.
Аналогично для тупоугольного и прямоугольного треугольников.