10856. Дана равнобедренная трапеция ABCD
 с основаниями AB\gt CD
. Точки M
 и N
 лежат на боковых сторонах AD
 и BC
 соответственно, причём MN\parallel AB
. Точка — проекция вершины D
 на прямую AB
. Прямые DD'
 и BM
 пересекаются в точке E
, прямые BD
 и AE
 — в точке F
, а прямые NF
 и CD
 — в точке P
. Докажите, что AP\perp AB
.
Решение. По теореме Чевы из треугольника ABD
 получаем
\frac{AD'}{D'B}\cdot\frac{BF}{FD}\cdot\frac{DM}{MA}=1.
 По теореме Менелая для треугольника BCD
 и прямой NF
 получаем
\frac{BN}{NC}\cdot\frac{CP}{PD}\cdot\frac{DF}{FB}=1.
 Прямые MN
 и AB
 параллельны, поэтому
\frac{MA}{MD}=\frac{NB}{NC}~\Rightarrow~\frac{MA}{MD}\cdot\frac{NC}{NB}=1.
 Перемножив эти три равенства, получим
\frac{D'A}{D'B}\cdot\frac{PC}{PD}=1.
Обозначим AB=a
 и CD=c
. Тогда
D'A=\frac{a-c}{2},~D'B=\frac{a+c}{2}
 (см. задачу 1921). Значит,
1=\frac{D'A}{D'B}\cdot\frac{PC}{PD}=\frac{\frac{a-c}{2}}{\frac{a+c}{2}}\cdot\frac{PD+c}{PD}=\frac{a-c}{a+c}\cdot\frac{PD+c}{PD},
 откуда
PD=\frac{a-c}{2}=AD'.
 Тогда APDD'
 — прямоугольник. Следовательно, AP\perp AB
. Что и требовалось доказать.
Источник: Журнал «Crux Mathematicorum». — 1987, № 6, задача 1117 (1986, с. 27), с. 192