13524. Вне треугольника ABC
 построены равносторонние треугольники A'BC
, B'CA
, C'AB
. Около треугольника A'B'C'
 описана окружность \Omega
, и A''
, B''
, C''
 — точки её пересечения с лучами A'A
, B'B
, CC'
 соответственно. Докажите, что AA''+BB''+CC''=AA'
. (Известно, что прямые AA'
, BB'
 и CC'
 пересекаются в одной точке F
 под углом 60^{\circ}
 и AA'=BB'=CC'
, см. задачу 6703.)
Решение. Из вписанных четырёхугольников AFBC'
, BFCA'
 и CFAB'
 получаем
FC'=FA+FB,~FA'=FB+FC,~FB'=FC+FA
 (см. задачу 17). Тогда
FA+FB+FC=FA+FA'=FA+FA'=AA'.
 При этом
FA'+FB'+FC'=FA''+FB''+FC''
 (см. задачу 6889).
Кроме того,
FA'+FB'+FC'=(FA+FB)+(FB+FC)+(FC+FA)=
=2(FA+FB+FC),
 а так как
FA''+FB''+FC''=FA+FB+FC+AA''+BB''+CC'',
 то
AA''+BB''+CC''=FA''+FB''+FC''-(FA+FB+FC)=
=FA'+FB'+FC'-AA'=2(FA+FB+FC)-(FA+FB+FC)=
=FA+FB+FC=AA'.
 Что и требовалось доказать.
Источник: Журнал «Crux Mathematicorum». — 1993, № 1, задача 1716 (44), с. 29