1278. Внутри треугольника
ABC
взята произвольная точка
O
и построены точки
A_{1}
,
B_{1}
и
C_{1}
, симметричные точке
O
относительно середин сторон
BC
,
CA
и
AB
. Докажите, что треугольники
ABC
и
A_{1}B_{1}C_{1}
равны, а прямые
AA_{1}
,
BB_{1}
и
CC_{1}
пересекаются в одной точке.
Указание. Примените свойство средней линии треугольника.
Решение. Пусть
M
,
N
и
K
— середины сторон соответственно
BC
,
CA
и
AB
треугольника
ABC
. Тогда
MK
— средняя линия треугольников
ABC
и
OA_{1}C_{1}
. Следовательно,
A_{1}C_{1}=2MK=AC,~A_{1}C_{1}\parallel MK\parallel AC.

Аналогично докажем, что
B_{1}C_{1}=BC,~B_{1}C_{1}\parallel BC,~A_{1}B_{1}=AB,~A_{1}B_{1}\parallel AB.

Следовательно, треугольники
ABC
и
A_{1}B_{1}C_{1}
равны по трём сторонам.
Поскольку
AC=A_{1}C_{1}
и
AC\parallel A_{1}C_{1}
, то четырёхугольник
AC_{1}A_{1}C
— параллелограмм. Поэтому его диагонали
AA_{1}
и
CC_{1}
делятся точкой
P
их пересечения пополам.
Диагональ
BB_{1}
параллелограмма
CB_{1}C_{1}B
проходит через середину
P
его второй диагонали
CC_{1}
. Следовательно, отрезки
AA_{1}
,
BB_{1}
и
CC_{1}
проходят через точку
P
.