В квадрат вписана окружность, к которой проведена касательная, пересекающая стороны
и
в точках
и
соответственно.
а) Докажите, что периметр равен
б) В каком отношении делит сторону прямая, проходящая через точку
и центр окружности, если
и
— точка пересечения прямых
и
а) Обозначим за точки касания окружности с
соотвественно.
Заметим, что и
— касательные к окружности, проведенные из одной точки, следовательно, отрезки касательных
и
равны. То же самое можно сказать про
Таким образом,
Заметим, что так как окружность вписана в квадрат, то она касается сторон квадрата в их серединах. Тогда — середины сторон
и
соответственно и получаем
б) Обозначим сторону квадрата за Тогда из условия задачи следует, что
Следовательно,
Обозначим также
Тогда из подобия и
следует, что
Заметим, что отрезки касательных и
равны. Следовательно,
Заметим также, что
Таким образом, отношение подобия выше можно переписать в виде
Из данных равенств можно выразить и
через
Пусть — биссектриса угла
как прямая, проходящая через центр окружности.
Пусть — точка пересечения прямых
и
Тогда
с коэффициентом подобия 2, следовательно,
Далее, так как биссектриса угла треугольника делит противолежащую сторону на отрезки, пропорциональные прилежащим сторонам, то
Следовательно,
Тогда окончательно имеем: