5412. Вершины правильного треугольника находятся на сторонах
AB
,
CD
и
EF
правильного шестиугольника
ABCDEF
. Докажите, что треугольник и шестиугольник имеют общий центр.
Решение. Пусть вершины
X
,
Y
и
Z
правильного треугольника
XYZ
лежат на сторонах соответственно
AB
,
CD
и
EF
правильного шестиугольника
ABCDEF
. Достроим этот шестиугольник до правильного треугольника
KLM
, продолжив стороны
AB
,
CD
и
EF
до попарного пересечения (
K
— точка пересечения прямых
CD
и
EF
,
M
— прямых
AB
и
CD
).
Рассмотрим поворот вокруг центра
O
правильного треугольника
XYZ
на угол
120^{\circ}
, при котором вершина
X
переходит в вершину
Y
. При этом повороте прямая
AB
переходит в прямую, параллельную
CD
и проходящую через точку
Y
, т. е. в прямую
CD
. Значит, точка
O
равноудалена от сторон
LM
и
KM
правильного треугольника
KLM
. Аналогично точка
O
равноудалена от сторон
KM
и
KL
этого треугольника, значит,
O
— центр окружности, вписанной в равносторонний треугольник
KLM
. Следовательно,
O
— центр правильного шестиугольника
ABCDEF
.