В треугольнике ABC AC= BC, K - точка пересечения биссектрис треугольника, а O - точка, равноудаленная от всех вершин треугольника. Отрезок OK пересекает сторону AB в точке E и точкой пересечения делится пополам. Найдите углы треугольника ABC.
------
Точка К равноудалена от сторон треугольника, поэтому является центром вписанной окружности.
Точка О - равноудалена от вершин треугольника и является центром описанной окружности. Точка К лежит на высоте и медиане к АВ ( на срединном перпендикуляре), точка О лежит на срединном перпендикуляре к АВ, поэтому С, К, Е и О принадлежат одной прямой СО.
Т.к. отрезок КО пересекает АВ, точка О расположена вне треугольника.
Высота и медиана СЕ ⊥ АВ и делит его пополам.
Соединим точки К и О с вершинами А и В.
В получившемся четырехугольнике АКВО отрезки АЕ=ВЕ, КЕ=ОЕ.
Треугольники, на которые КО и АВ делят этот четырехугольник, прямоугольные и равны по двум катетам.
Следовательно, АК=ВК=ВО=АО, и АКВО - ромб. АВ - его диагональ и делит его углы пополам.
Пусть ∠ЕАО=α, тогда ∠КАЕ=α, а, так как АК - биссектриса угла САВ, то ∠САК=∠ЕАК, и ∠САЕ=2α.
∆СОА - равнобедренный ( по условию ОА=ОС=ОВ).
∠ОСА=∠ОАС=3α.
Сумма острых углов прямоугольного треугольника равна 90°.
В ∆ СЕА ∠САЕ+∠АСЕ=5α.
5α=90°, откуда α=90°:5=18°
∠САВ=∠СВА=2•18°=36°
∠АСВ=180°-2•36°=108°.
Даны координаты вершин треугольника: А(х1; у1), В(х2; у2), С(х3; у3).
AM, BM – медианы треугольника, О – точка пересечения медиан.
Так как М – середина ВС, то её координаты: М(х2 + х3)/2; (у2 + у3)/2).
Находим координаты вектора АМ.
АМ = (((х2 + х3)/2) – х1; ((у2 + у3)/2)) – у1).
АМ = (((х2 + х3 – 2х1)/2); ((у2 + у3 – 2у1)/2)).
Далее используем свойство, что медианы точкой пересечения делятся в отношении 2 к 1, считая от вершины, то есть АО = 2*ОМ.
Тогда АО = (2/3) АМ.
Значит, координаты вектора АО равны:
АО = ((2/3)*((х2 + х3 – 2х1)/2); (2/3)*((у2 + у3 – 2у1)/2)).
АО = (((х2 + х3 – 2х1)/3); (((у2 + у3 – 2у1)/3)). (1)
Обозначим координаты точки О(хо; уо).
Выведем вектор АО через координаты точек А и О:
АО = ((хо – х1); (уо – у1)). (2)
Приравняем в выражениях (1) и (2) координаты точки О.
((хо – х1) = ((х2 + х3 – 2х1)/3),
(уо – у1) = ((у2 + у3 – 2у1)/3).
Отсюда получаем искомое выражение для определения координат точки пересечения медиан:
хо = ((х1 + х2 +х3)/3),
уо = ((у1 + у2 + у3)/3).