16288. Точка D
 лежит на стороне AC
 треугольника ABC
, в котором \angle ACB\lt\angle BAC\lt90^{\circ}
, причём BD=BA
. Вписанная окружность треугольника ABC
 касается сторон AB
 и AC
 в точках K
 и L
 соответственно. Точка J
 — центр вписанной окружности треугольника BCD
. Докажите, что прямая KL
 проходит через середину отрезка AJ
.
Решение. Пусть L'
 — точка на стороне AC
, для которой JL'\parallel LK
, отрезки AJ
 и KL
 пересекаются в точке M
, а вписанная окружность треугольника BCD
 касается его стороны CD
 в точке T
.
Точка J
 лежит на биссектрисе угла BDC
, а треугольник KAL
 равнобедренный (AL=AK
), поэтому
\angle JDL'=\frac{1}{2}(180^{\circ}-\angle ADB)=90^{\circ}-\frac{1}{2}\angle ADB=90^{\circ}-\frac{1}{2}\angle BAD=\angle ALK=\angle DL'J,
 а также DL'=2DT
. Тогда
DL'=2DT=CD+DB-BC=AB+CD-BC~\mbox{и}~2AL=AB+AC-BC,
 а так как
AC=CD+AL'-DL'~\mbox{и}~DL'=2DT=CD+BD-BC=CD+AB-BC,
 то
AL'=AC-CD+DL'=AC-CD+(CD+AB-BC)=AC+AB-BC=2AL.
 Значит, L
 — середина отрезка AL'
. Следовательно, по теореме Фалеса M
 — середина отрезка AJ
. Что и требовалось доказать.
Источник: Международная математическая олимпиада. — 2006, из материалов жюри
Источник: Журнал «Crux Mathematicorum». — 2010, № 2, задача G3 (2008, с. 461-464), с. 87