12935. Две равные окружности пересекаются в точках A
 и B
. Докажите, что прямая, проходящая через произвольную точку одной окружности и её образ при повороте вокруг точки A
, переводящем одну окружность в другую, проходит через точку B
.
Решение. Пусть \omega
 и \omega_{1}
 — данные равные окружности с центрами O
 и O_{1}
 соответственно, M
 — произвольная точка окружности \omega
, а прямая MB
 вторично пересекает окружность \omega_{1}
 в точке M_{1}
. Очевидно, что при повороте вокруг точки A
 на угол OAO_{1}
 окружность \omega
 переходит в \omega_{1}
. Нужно доказать, что при этом повороте точка M
 переходит в M_{1}
.
Углы при основании OO_{1}
 равнобедренного треугольника OAO_{1}
 равны половинам каждого из равных центральных углов AOB
 и AO_{1}B
. Значит,
\angle AMB_{1}=\angle AMB=\angle AOO_{1}=\angle AO_{1}O=\angle AM_{1}B=\angle AM_{1}M,
 поэтому треугольник MAM_{1}
 равнобедренный, MA_{1}=MB
. Кроме того,
\angle MAM_{1}=180^{\circ}-2\angle MAM_{1}=180^{\circ}-2\angle AOO_{1}=\angle OAO_{1}.
 Следовательно, при рассматриваемом повороте точка M
 переходит в M_{1}
. Отсюда следует утверждение задачи.
Источник: Понарин Я. П. Элементарная геометрия. — Т. 1: Планиметрия, преобразования плоскости. — М.: МЦНМО, 2004. — задача 4, с. 178