4352. Через вершину
A
остроугольного треугольника
ABC
проведены биссектрисы
AM
и
AN
внутреннего и внешнего углов и касательная
AK
к описанной окружности треугольника
ABC
(точки
M
,
K
,
N
лежат на прямой
BC
). Докажите, что
MK=KN
.
Решение. Первый способ. Будем считать, что вершина
C
лежит между точками
M
и
N
. Обозначим
\angle BAC=\alpha
,
\angle ABC=\beta
.
Из теоремы об угле между касательной и хордой следует, что
\angle KAC=\angle ABC=\beta.

Поскольку
AMK
— внешний угол треугольника
ABM
, а
AM
— биссектриса угла
A
, то
\angle AMK=\angle ABM+\angle MAB=\beta+\frac{\alpha}{2}=\angle KAC+\angle CAM=\angle KAM.

Значит, треугольник
AKM
— равнобедренный. Его высота
KH
является медианой, а так как
AN\perp AM
(как биссектрисы смежных углов), то
KH\parallel AN
. Следовательно,
K
— середина
MN
.
Второй способ. Заметим, что
\angle MAN=90^{\circ}
как угол между биссектрисами смежных углов. Кроме того,
AK=KN
(см. задачу 4708). Значит, точка
K
лежит на серединном перпендикуляре к отрезку
AN
, а так как этот серединный перпендикуляр параллелен
AM
, то по теореме Фалеса
K
— середина отрезка
MN
.

Примечание. Из доказанного утверждения автоматически следует, что точка
K
является центром окружности Аполлония треугольника
ABC
.