995. Докажите, что четыре окружности, описанные около четырёх треугольников, образованных четырьмя пересекающимися прямыми плоскости, имеют общую точку (точка Микеля).
Решение. Первый способ. Пусть прямые
AB
,
AC
и
BC
пересекают четвёртую прямую в точках
D
,
E
и
F
соответственно.
Пусть
P
— точка пересечения окружностей, описанных около треугольников
ABC
и
CEF
. Рассмотрим случай, изображённый на рисунке 1. Обозначим
\angle CPF=\alpha
,
\angle BPC=\beta
. Тогда
\angle BPF=\alpha+\beta,~\angle AED=\angle CEF=\angle CPF=\alpha,

\angle BAE=\angle BAC=180^{\circ}-\angle BPC=180^{\circ}-\beta,

а так как
BAE
— внешний угол треугольника
DAE
, то
\angle BDF=\angle BDE=\angle BAE-\angle AED=180^{\circ}-\beta-\alpha.

Значит, сумма углов при противоположных вершинах
P
и
D
четырёхугольника
DBPF
равна
180^{\circ}
. Поэтому точка
P
лежит на окружности, описанной около треугольника
BDF
. Аналогично докажем, что точка
P
лежит на окружности, описанной около треугольника
ADE
.
Аналогично для любого другого расположения четырёх прямых, образующих четыре треугольника.
Второй способ. Рассмотрим случай, изображённый на рисунке 2. Центр поворотной гомотетии, переводящей отрезок
CE
в отрезок
BD
, есть отличная от
A
точка
O
пересечения описанных окружностей треугольников
ADE
и
ABC
(см. задачу 5599), а центр поворотной гомотетии, переводящей отрезок
BC
в отрезок
DE
, есть отличная от
F
точка
O'
пересечения описанных окружностей треугольников
CFE
и
BFD
. Точки
O
и
O'
совпадают (см. задачу 6440), следовательно, все четыре окружности проходят через точку
O
. Что и требовалось доказать.

Примечание. Разбор случаев не нужен, если рассматривать ориентированные углы.