5087. Постройте четырёхугольник
ABCD
по четырём сторонам, если известно, что его диагональ
AC
является биссектрисой угла
A
.
Указание. Рассмотрите симметрию относительно прямой
AC
.
Решение. Предположим, что нужный четырёхугольник
ABCD
построен. Пусть
AB=a
,
BC=b
,
CD=c
,
AD=d
— данные стороны (для определённости будем считать, что
a\leqslant d
),
AC
— биссектриса угла
A
.
При симметрии относительно прямой
AC
точка
B
переходит в точку
B_{1}
луча
AD
. Поэтому
DB_{1}=AD-AB_{1}=d-a,~CB_{1}=CB=b.

В треугольнике
CB_{1}D
известны все стороны.
Отсюда вытекает следующий способ построения. Строим треугольник
CB_{1}D
по трём сторонам (
DB_{1}=d-a
,
CB_{1}=b
,
CD=c
). Затем на продолжении стороны
DB_{1}
за точку
B_{1}
откладываем отрезок
B_{1}A=a
. Тогда
AC
— диагональ искомого четырёхугольника. Вершина
B
симметрична точке точке
B_{1}
относительно прямой
AC
.
Если
AD\ne AB
и существует треугольник со сторонами
b
,
c
и
d-a
, то задача имеет единственное решение. Если
a=d
и
b=c
, то решений бесконечно много. Если же
a=d
, а
c\ne b
, то решений нет.