2944. В треугольнике
ABC
известно, что
AB=10
,
BC=24
, а медиана
BD
равна 13. Окружности, вписанные в треугольники
ABD
и
BDC
касаются медианы
BD
в точках
M
и
N
соответственно. Найдите
MN
.
Ответ. 7.
Решение. Докажем сначала следующее утверждение. Если в треугольник
XYZ
вписана окружность, а
x
— расстояние от вершины
X
до касания окружности со стороной
XY
и
YZ=a
, то
x=p-a
, где
p
— полупериметр треугольника.
Обозначим точки касания вписанной окружности со сторонами
XY
,
YZ
и
XZ
через
Z_{1}
,
X_{1}
и
Y_{1}
соответственно. Пусть
XZ=b
и
XY=c
. Тогда
YX_{1}=YZ_{1}=XY-XZ_{1}=c-x,~ZX_{1}=ZY_{1}=XZ-XY_{1}=XZ-XZ_{1}=b-x,

YZ=YX_{1}+ZX_{1}=c-x+b-x=b+c-2x.

Следовательно,
x=\frac{b+c-a}{2}=\frac{b+c+a}{2}-a=p-a.

Что и требовалось доказать.
Вернёмся к нашей задаче. Окружность, вписанная в треугольник
ABD
, касается его стороны
BD
в точке
M
. По доказанному
BM=\frac{AB+BD+AD}{2}-AD=\frac{AB+BD-AD}{2}=\frac{23-AD}{2}.

Аналогично,
BN=\frac{BC+BD-CD}{2}=\frac{37-CD}{2}.

При этом
AD=CD
. Следовательно,
MN=|BN-BM|=\left|\frac{37-CD}{2}-\frac{23-AD}{2}\right|=\frac{37-23}{2}=7.