4003. В прямоугольный треугольник впишите прямоугольник с наименьшей диагональю, имеющий с треугольником общий прямой угол.
Решение. Пусть в прямоугольный треугольник
ABC
вписан прямоугольник
CKMN
с вершинами
K
и
N
на катетах
BC
и
AC
соответственно, и с вершиной
M
на гипотенузе
AB
. Его диагональ
CM
(равная диагонали
NK
), не больше высоты
CH
треугольника
ABC
, проведённой из вершины прямого угла, причём равна этой высоте, если вершина
M
прямоугольника совпадает с точкой
H
.
Отсюда вытекает следующее построение. Проводим из вершины
C
прямого угла прямоугольного треугольника
ABC
высоту
CH
на гипотенузу. Через точку
H
проводим прямые, параллельные катетам. Точки пересечения этих прямых с катетами, точка
C
и точка
M
— вершины искомого прямоугольника.
Действительно, диагональ
CH
построенного прямоугольника меньше диагонали
CM
любого другого прямоугольника, вписанного в треугольник
ABC
указанным в условии образом (катет
CH
прямоугольного треугольника
CHM
меньше гипотенузы
CM
).