13627. Точка
Q
— середина стороны
AB
вписанного четырёхугольника
ABCD
, диагонали которого пересекаются в точке
O
. Точки
P
и
R
— проекции точки
O
на стороны
AD
и
BC
соответственно. Докажите, что
PQ=QR
.
Решение. Пусть
E
и
S
— точки, симметричные точкам
A
и
B
относительно
P
и
R
соответственно. Треугольники
ASE
и
BSF
равнобедренные,
SE=SA
и
SF=SB
, а четырёхугольник
ABCD
вписанный, поэтому
\angle AES=\angle EAS=\angle DAC=\angle DBC=\angle SBF=\angle BFS.

Значит, равны углы
ASE
и
BSF
при вершинах равнобедренных треугольников
ASE
и
BSF
. Тогда
\angle BSE=\angle BSA+\angle ASE=\angle BSA+\angle BSF=\angle FSA.

Следовательно, треугольники
SEB
и
SAF
равны по двум сторонам и углу между ними, поэтому
BE=FA
.
Отрезки
PQ
и
QR
— средние линии треугольников
ABE
и
ABF
, следовательно,
PQ=\frac{1}{2}BE=\frac{1}{2}FA=QR.

Что и требовалось доказать.