1316. Диагонали выпуклого четырёхугольника делят его на четыре треугольника. Известно, что радиусы окружностей, описанных около этих четырёх треугольников, равны между собой. Докажите, что этот четырёхугольник — ромб.
Указание. Углы, вписанные в равные окружности и опирающиеся на равные хорды, либо равны, либо в сумме дают
180^{\circ}
.
Решение. Пусть
M
— точка пересечения диагоналей четырёхугольника
ABCD
. Поскольку углы, вписанные в одну окружность и опирающиеся на одну хорду, либо равны, либо в сумме дают
180^{\circ}
, то углы, вписанные в равные окружности и опирающиеся на равные хорды, также либо равны, либо в сумме дают
180^{\circ}
. Окружности, описанные около треугольников
ABM
и
ADM
, равны, но сумма углов
ABM
и
ADM
не может равняться
180^{\circ}
. Следовательно,
\angle ABM=\angle ADM
,
AB=AD
. Далее аналогично.