11172. Дан параллелограмм ABCD
. Окружность радиуса 5 описана около треугольника ABM
, где M
 — точка пересечения диагоналей параллелограмма. Эта окружность вторично пересекает луч CB
 и отрезок AD
 в точках E
 и K
 соответственно. Длина дуги AE
 в два раза больше длины дуги BM
 (дуги AE
 и BM
 не имеют общих точек). Длина отрезка MK
 равна 6. Найдите длины отрезков AD
, BK
 и периметр треугольника EBM
.
Ответ. AD=10
, BK=\frac{48}{5}
, P_{\triangle EBM}=\frac{84}{5}
.
Решение. Пусть градусные меры дуг BM
 и AE
 равны 2\alpha
 и 4\alpha
 соответственно. Тогда
\angle ABE=\frac{1}{2}\cdot4\alpha=2\alpha,~\angle BAM=\frac{1}{2}\cdot2\alpha=\alpha.
 Значит,
\angle ABC=180^{\circ}-\angle ABE=180^{\circ}-2\alpha,
\angle ACB=180^{\circ}-\angle BAC-\angle ABC=\alpha.
 В треугольнике ABC
 углы при вершинах A
 и C
 равны, поэтому треугольник ABC
 равнобедренный, AB=BC
. Следовательно, ABCD
 — ромб. У ромба диагонали перпендикулярны, поэтому угол AMB
 прямой и AB
 — диаметр окружности. Тогда
\angle BKA=\angle BEA=90^{\circ}.
 Поскольку BE\parallel AK
, получаем, что AEBK
 — прямоугольник, значит, EK
 — также диаметр, а так как AC
 — биссектриса угла BAD
 (ABCD
 — ромб), то
\angle CAD=\angle ACB=\alpha.
Радиус окружности равен 5, значит,
EK=AB=10;~AD=AB=10
 (как стороны ромба). Хорды MK
 и BM
 равны (так как равны соответствующие им дуги), BM=6
. Тогда
AM=\sqrt{AB^{2}-BM^{2}}=8,
 и из треугольника ABM
 находим, что
\cos\alpha=\frac{AM}{AB}=\frac{4}{5},~\sin\alpha=\frac{BM}{AB}=\frac{3}{5}.
 Отсюда
\sin2\alpha=2\sin\alpha\cos\alpha=\frac{24}{25},~\cos2\alpha=\cos^{2}\alpha-\sin^{2}\alpha=\frac{7}{25}.
 Тогда
BK=AB\sin2\alpha=10\cdot\frac{24}{25}=\frac{48}{5},
BE=AB\cos2\alpha=10\cdot\frac{7}{25}=\frac{14}{5},
 а так как EK
 — диаметр, то
\angle EMK=90^{\circ},EM=\sqrt{EK^{2}-KM^{2}}=8.
 Следовательно, периметр треугольника EBM
 равен
6+8+\frac{14}{5}=\frac{84}{5}.
Источник: Журнал «Квант». — 2018, № 9, с. 46, задача 5
Источник: Олимпиада «Физтех» (математическая олимпиада МФТИ). — 2018, задача 5, вариант 2, 11 класс