10115. В остроугольном треугольнике
ABC
угол
B
равен
60^{\circ}
,
AM
и
CN
— высоты, а
Q
— середина стороны
AC
. Докажите, что треугольник
MNQ
равносторонний.
Решение. Первый способ. Из точек
M
и
N
отрезок
AC
виден под прямым углом, значит, эти точки лежат на окружности с диаметром
AC
. Середина
Q
стороны
AC
— центр этой окружности,
QM=QN
— радиусы, а центральный угол
MQN
вдвое больше вписанного угла
MAN
. Значит,
\angle MQN=2\angle MAN=2\angle BAM=2\cdot30^{\circ}=60^{\circ}.

Следовательно, треугольник
MNQ
равносторонний.
Второй способ. Отрезки
QM
и
QN
— медианы прямоугольных треугольников
AMC
и
ANC
, проведённые к общей гипотенузе
AC
, поэтому
QM=QN=\frac{1}{2}AC
(см. задачу 1109).
Треугольник
MBN
подобен треугольнику
ABC
с коэффициентом
\cos\angle B=\cos60^{\circ}=\frac{1}{2}
(см. задачу 19), значит,
MN=\frac{1}{2}AC
. Следовательно, треугольник
MNQ
равносторонний.