5204. Может ли центр описанной окружности треугольника совпадать с центром одной из вневписанных окружностей этого треугольника?
Ответ. Нет.
Решение. Предположим, что центр
O
описанной окружности треугольника
ABC
совпадает с центром его вневписанной окружности, касающейся стороны
BC
. Обозначим
\angle BAC=\alpha
.
Поскольку центр вневписанной окружности лежит вне треугольника, точки
A
и
O
расположены по разные стороны от прямой
BC
, а так как
BOC
— центральный угол описанной окружности треугольника
ABC
, то
\angle BOC=\smile BAC=360^{\circ}-2\angle BAC=360^{\circ}-2\alpha.

С другой стороны, так как
O
— центр вневписанной окружности треугольника, то
BO
и
CO
— биссектрисы внешних углов треугольника
ABC
, поэтому
\angle BOC=90^{\circ}-\frac{\alpha}{2}
(см. задачу 4770).
Из равенства
360^{\circ}-2\alpha=90^{\circ}-\frac{\alpha}{2}
следует, что
\alpha=180^{\circ}
, что невозможно.