6704. Дан треугольник
ABC
. На его сторонах
AB
и
BC
построены внешним образом квадраты
ABMN
и
BCPQ
. Докажите, что центры этих квадратов и середины отрезков
MQ
и
AC
образуют квадрат.
Указание. С помощью поворота докажите, что
AQ=MC
и
AQ\perp MC
.
Решение. Пусть
O_{1}
и
O_{2}
— центры квадратов
ABMN
и
BCPQ
,
X
и
Y
— середины отрезков
MQ
и
AC
соответственно. При повороте на угол
90^{\circ}
вокруг точки
B
, переводящем точку
M
в точку
A
, точка
C
переходит в точку
Q
, а отрезок
MC
— в отрезок
AQ
. Следовательно,
MC=AQ
и
MC\perp AQ
.
Точки
O_{1}
,
X
,
O_{2}
и
Y
— середины сторон четырёхугольника
AMQC
. Поэтому
O_{1}XO_{2}Y
— параллелограмм (см. задачу 1204),
XO_{2}=O_{1}Y=\frac{1}{2}MC,~O_{1}X=YO_{2}=\frac{1}{2}AQ,

XO_{2}\parallel O_{1}Y\parallel MC,~O_{1}X\parallel YO_{2}\parallel AQ.

Следовательно,
O_{1}XO_{2}Y
— квадрат.