10169. Прямая, проходящая через вершину
A
квадрата
ABCD
, пересекает сторону
CD
в точке
E
, а прямую
BC
в точке
F
. Докажите, что
\frac{1}{AE^{2}}+\frac{1}{AF^{2}}=\frac{1}{AB^{2}}.

Решение. Обозначим
\angle AFB=\angle DAE=\varphi
. Из прямоугольных треугольников
DAE
и
AFB
получаем, что
AE=\frac{AD}{\cos\varphi}=\frac{AB}{\cos\varphi},~AF=\frac{AB}{\sin\varphi}.

Следовательно,
\frac{1}{AE^{2}}+\frac{1}{AF^{2}}=\frac{\cos^{2}\varphi}{AB^{2}}+\frac{\sin^{2}\varphi}{AB^{2}}=\frac{\cos^{2}\varphi+\sin^{2}\varphi}{AB^{2}}=\frac{1}{AB^{2}}.