6779. К окружности, вписанной в квадрат ABCD
, проведена касательная, пересекающая стороны AB
 и AD
 в точках M
 и N
 соответственно.
а) Докажите, что периметр треугольника AMN
 равен стороне квадрата.
б) Прямая MN
 пересекает прямую CD
 в точке P
. В каком отношении делит сторону BC
 прямая, проходящая через точку P
 и центр окружности, если AM:MB=1:3
?
Ответ. 1:3
.
Решение. а) Пусть окружность, вписанная в квадрат, касается его стороны AB
 в точке M_{1}
, стороны AD
 — в точке N_{1}
, а прямой MN
 — в точке T
. Тогда
MM_{1}=MT,~NN_{1}=NT,~AM+MN+AN=AM+MT+NT+AN=
=(AM+MM_{1})+(NN_{1}+AN)=\frac{1}{2}AB+\frac{1}{2}AD=AB.
б) Положим AB=4a
. Тогда радиус окружности равен 2a
, AM=\frac{1}{4}AB=a
.
Пусть O
 — центр окружности. Тогда
MT=MM_{1}=AM_{1}-AM=2a-a=a.
 Треугольник POM
 прямоугольный, поскольку \angle MOP=90^{\circ}
 как угол между биссектрисами внутренних односторонних углов при параллельных прямых AB
, PC
 и секущей MP
. Пусть K
 — точка касания окружности со стороной CD
, H
 — точка пересечения прямой PO
 со стороной BC
. Обозначим \angle MOT=\alpha
. Тогда
\angle OPK=\angle OPM=\angle MOT=\alpha,~\tg\alpha=\frac{MT}{OT}=\frac{a}{2a}=\frac{1}{2},
PK=OK\ctg\alpha=2a\cdot2=4a,~CP=PK+KC=4a+2a=6a,
 значит,
CH=CP\tg\alpha=6a\cdot\frac{1}{2}=3a,~BH=BC-CH=4a-3a=a.
 Следовательно,
\frac{BH}{CH}=\frac{a}{3a}=\frac{1}{3}.

Источник: ЕГЭ. — 2015
Источник: Гордин Р. К. ЕГЭ 2017. Математика. Геометрия. Стереометрия. Задача 14 (профильный уровень). — М.: МЦНМО, 2017. — № 11.52.1, с. 120