16052. Пусть
A'
,
B'
и
C'
— середины сторон соответственно
BC
,
CA
и
AB
треугольника
ABC
, точка
I'
— центр вписанной окружности окружности треугольника
A'B'C'
(точка Шпикера треугольника
ABC
, см. задачу 6792). Докажите, что
I'
— радикальный центр вневписанных окружностей треугольника
ABC
.
Решение. Обозначим
BC=a
,
CA=b
и
AB=C
,
p
— полупериметр треугольника
ABC
. Пусть
I_{a}
,
I_{b}
и
I_{c}
— центры вневписанных окружностей треугольника
ABC
, касающихся сторон
BC
,
CA
и
AB
соответственно,
P
и
Q
— точки касания прямой
BC
с вневписанным окружностями, противолежащими вершинам
C
и
B
соответственно. Тогда
BP=CP-BC=p-a,~CQ=BQ-BC=p-a

(см. задачу 1750). Значит,
A'P=A'B+BP=\frac{a}{2}+p-a=p-\frac{a}{2},~A'Q=A'C+CQ=\frac{a}{2}+p-a=p-\frac{a}{2}.

Тогда
A'
— середина отрезка
PQ
общей внешней касательной к вневписанным окружностям треугольника
ABC
, противолежащим вершинам
C
и
B
соответственно. Значит, точка
A'
лежит на радикальной оси этих окружностей.
В то же время, треугольник
A'B'C'
гомотетичен треугольнику
ABC
с центром гомотетии в общей точке пересечения медиан треугольников
A'B'C'
и
ABC
и коэффициентом
-\frac{1}{2}
, поэтому биссектрисы соответствующих углов этих треугольников параллельны, т. е. биссектрисы
A'I'
,
B'I'
и
C'I'
углов
A'
,
B'
и
C'
треугольника
A'B'C'
соответственно параллельны биссектрисам
AI_{a}
,
BI_{b}
и
CI_{c}
углов
A
,
B
и
C
треугольника
ABC
, которые, в свою очередь, соответственно перпендикулярны сторонам
I_{b}I_{c}
,
I_{a}I_{c}
и
I_{a}I_{b}
треугольника
I_{a}I_{b}I_{c}
(см. задачу 4769). Значит, прямые
A'I'
,
B'I'
и
C'I'
, проходящие через точки, лежащие на радикальных осях вневписанных окружностей с центрами
I_{a}
,
I_{b}
и
I_{c}
, соответственно перпендикулярны линиям центров
I_{b}I_{c}
,
I_{a}I_{c}
и
I_{a}I_{b}
этих окружностей. Таким образом, прямые
A'I'
,
B'I'
и
C'I'
— радикальные оси пар этих окружностей, и следовательно, точка
I'
пересечения этих прямых — радикальный центр трёх вневписанных окружностей треугольника
ABC
(см. задачу 6293). Что и требовалось доказать.