10215. Отрезок PQ
 фиксированной длины расположен на стороне BC
 данного треугольника ABC
, причём точки B
, P
, Q
 и C
 расположены в указанном порядке. Прямые, проведённые через точки P
 и Q
 параллельно сторонам AB
 и AC
, пересекают стороны AC
 и AB
 в точках P_{1}
, Q_{1}
 и P_{2}
, Q_{2}
 соответственно. Докажите, что сумма площадей трапеций PQQ_{1}P_{1}
 и PQQ_{2}P_{2}
 не зависит от положения отрезка PQ
 на стороне BC
.
Решение. Пусть отрезки PP_{1}
 и QQ_{1}
 пересекаются в точке D
, а площадь треугольника PDQ
 равна S_{0}
. Из параллельности QQ_{2}
 и AC
 получаем, что площадь параллелограмма DQQ_{1}P_{1}
 равна удвоенной площади треугольника DQA
. Аналогично, площадь параллелограмма DPP_{2}Q_{2}
 равна удвоенной площади треугольника DPA
. Тогда
S_{PQQ_{1}P_{1}}+S_{PQQ_{2}P_{2}}=2S_{0}+S_{DQQ_{1}P_{1}}+S_{DPP_{2}Q_{2}}=
=2S_{0}+2S_{\triangle DQA}+2S_{\triangle DPA}=2(S_{0}+S_{\triangle DQA}+S_{\triangle DPA})=
=2S_{\triangle PDQ}=PQ\cdot h=\mbox{const},
 где h
 — высота треугольника PAQ
, проведённая из вершины A
.
Источник: Международная математическая олимпиада. — 1987, XXVIII, из материалов жюри
Источник: Журнал «Crux Mathematicorum». — 1989, № 3, задача X2 (1987, с. 249), с. 69