Прасолов В. В. Задачи по планиметрии.
(4-е изд. — Осторожно! В этом издании немало опечаток!) | МЦНМО, 2002 |
§ 7. Окружность подобия трех фигур
Пусть F1, F2 и F3 - три подобные фигуры, O1 -
центр поворотной гомотетии, переводящей F2 в F3, точки O2
и O3 определяются аналогично. Если точки O1, O2 и O3 не лежат
на одной прямой, то треугольник O1O2O3 называют треугольником
подобия фигур F1, F2 и F3, а его описанную окружность называют
окружностью подобия этих фигур. В случае, когда точки O1, O2
и O3 совпадают, окружность подобия вырождается в центр подобия,
а в случае, когда эти точки не совпадают, но лежат на одной прямой,
окружность подобия вырождается в ось подобия. В задачах этого
параграфа предполагается, что окружность подобия рассматриваемых фигур
не вырождена.
-
19.50*.
-
Прямые A2B2 и A3B3, A3B3 и A1B1, A1B1 и A2B2
пересекаются в точках P1, P2, P3 соответственно.
а) Докажите, что описанные окружности треугольников
A1A2P3, A1A3P2 и A2A3P1 пересекаются в одной точке,
лежащей на окружности подобия отрезков A1B1, A2B2 и A3B3.
б) Пусть O1 - центр поворотной гомотетии, переводящей
отрезок A2B2 в отрезок A3B3; точки O2 и O3 определяются
аналогично. Докажите, что прямые P1O1, P2O2 и P3O3
пересекаются в одной точке, лежащей на окружности подобия
отрезков A1B1, A2B2 и A3B3.
Точки A1 и A2 называют соответственными точками подобных
фигур F1 и F2, если при поворотной гомотетии, переводящей F1
в F2, точка A1 переходит в A2. Аналогично определяются
соответственные прямые и отрезки.
-
19.51*.
-
Пусть A1B1, A2B2 и A3B3, а также A1C1, A2C2
и A3C3 - соответственные отрезки подобных фигур F1, F2
и F3. Докажите, что треугольник, образованный прямыми
A1B1, A2B2 и A3B3, подобен треугольнику, образованному
прямыми A1C1, A2C2 и A3C3, причем центр поворотной
гомотетии, переводящей один из этих треугольников в другой,
лежит на окружности подобия фигур F1, F2 и F3.
-
19.52*.
-
Пусть l1, l2 и l3 - соответственные прямые подобных
фигур F1, F2 и F3, пересекающиеся в точке W.
а) Докажите, что точка W лежит на окружности подобия
фигур F1, F2 и F3.
б) Пусть J1, J2 и J3 - точки пересечения прямых l1,
l2 и l3 с окружностью подобия, отличные от точки W. Докажите,
что эти точки зависят только от фигур F1, F2 и F3 и не
зависят от выбора прямых l1, l2 и l3.
Точки J1, J2 и J3 называют постоянными точками подобных
фигур F1, F2 и F3, а треугольник J1J2J3 называют
постоянным треугольником.
-
19.53*.
-
Докажите, что постоянный треугольник трех подобных фигур подобен
треугольнику, образованному их соответственными прямыми, причем эти
треугольники противоположно ориентированы.
-
19.54*.
-
Докажите, что постоянные точки трех подобных
фигур являются их соответственными точками.
Окружностью подобия треугольника ABC называют окружность
подобия отрезка AB, отрезка BC и отрезка CA (или любых трех
подобных треугольников, построенных на этих отрезках). Постоянными
точками треугольника называют постоянные точки трех рассматриваемых
фигур.
-
19.55*.
-
Докажите, что окружностью подобия треугольника
ABC является окружность с диаметром KO, где K - точка
Лемуана, O - центр описанной окружности.
-
19.56*.
-
Пусть O - центр описанной окружности треугольника ABC,
K - точка Лемуана, P и Q - точки Брокара,
j - угол Брокара. Докажите, что
точки P и Q лежат на окружности с диаметром KO, причем
OP = OQ и РPOQ = 2j.
Треугольник с вершинами в постоянных точках треугольника часто
называют треугольником Брокара, а описанную окружность
этого треугольника (т. е. окружность подобия треугольника) -
окружностью Брокара. Диаметр KO этой окружности
называют диаметром Брокара.
-
19.57*.
-
Докажите, что вершинами треугольника Брокара A1B1C1
являются точки пересечения окружности Брокара с прямыми,
проходящими через точку Лемуана параллельно сторонам
треугольника ABC.
-
19.58*.
-
а) Докажите, что прямые, проходящие через вершины треугольника
ABC параллельно сторонам треугольника Брокара A1B1C1
(через A проходит прямая, параллельная B1C1, и т. п.),
пересекаются в одной точке S (точка Штейнера), причем
эта точка лежит на описанной окружности треугольника ABC.
б) Докажите, что прямая Симсона точки Штейнера параллельна
диаметру Брокара.