4695. Один из углов треугольника на 120^{\circ}
 больше другого. Докажите, что биссектриса треугольника, проведённая из вершины третьего угла, вдвое длиннее, чем высота, проведённая из той же вершины.
Решение. Обозначим угол B
 треугольника ABC
 через \alpha
. Тогда один из других углов, например, угол A
, равен 120^{\circ}+\alpha
. Пусть CD
 — биссектриса, а CH
 — высота треугольника ABC
. Угол A
 — тупой, поэтому точка H
 лежит на продолжении стороны AB
 за точку A
, а точка A
 лежит между точками D
 и H
.
По теореме о сумме углов треугольника
\angle BCD=\frac{1}{2}\angle ACB=\frac{1}{2}(180^{\circ}-\angle ABC-\angle BAC)=\frac{1}{2}(180^{\circ}-\alpha-120^{\circ}-\alpha)=30^{\circ}-\alpha.
 По теореме о внешнем угле треугольника
\angle ADC=\angle ABC+\angle BCD=\alpha+(30^{\circ}-\alpha)=30^{\circ}.
 Катет CH
 прямоугольного треугольника CDH
 лежит против угла в 30^{\circ}
, следовательно, CH=\frac{1}{2}CD
. Что и требовалось доказать.
Источник: Московская математическая олимпиада. — 2006, LXIX, окружной этап, 9 класс