10979. Угол
A
ромба
ABCD
равен
60^{\circ}
. Прямая, проходящая через точку
C
, пересекает прямые
AB
и
AD
в точках
M
и
N
соответственно. Докажите, что угол между прямыми
MD
и
NB
равен
60^{\circ}
.
Решение. Заметим, что треугольник
ABD
равносторонний. Из подобия треугольников
BMC
и
AMN
следует, что
\frac{MB}{AB}=\frac{MC}{CN}
. Из подобия треугольников
MAN
и
CDN
следует, что
\frac{MC}{CN}=\frac{AD}{DN}
. Таким образом,
\frac{MB}{BD}=\frac{MB}{AB}=\frac{MC}{CN}=\frac{AD}{DN}=\frac{BD}{DN}.

Треугольники
MBD
и
BDN
имеют равные углы (
\angle ABD=\angle BDA=\angle BDN
) и прилегающие к ним пропорциональные стороны. Следовательно, эти треугольники подобны. Углы между соответственными сторонами подобных треугольников равны, а так как сторона
DM
треугольника
MBD
соответствует стороне
NB
треугольника
BDN
, то искомый угол между прямыми
MD
и
NB
равен углу между
BD
и
DN
, т. е.
60^{\circ}
.
Примечание. Другое окончание решения. Пусть
S
— точка пересечения прямых
DM
и
BN
. Обозначим
\angle BND=\angle BDM=\alpha
. По теореме о внешнем угле треугольника
\angle MBN=\angle ABN=\angle BAD-\angle BND=60^{\circ}-\alpha,

\angle BMS=\angle DBM+\angle BDM=60^{\circ}+\alpha.

Следовательно,
\angle BSD=180^{\circ}-\angle MBN-\angle BMS=180^{\circ}-(60^{\circ}-\alpha)-(60^{\circ}+\alpha)=60^{\circ}.