Внутри острого угла взяты точки
и
так, что
. На отрезке
выбрана точка
так, что
, а на отрезке
выбрана точка
так, что
.
а) Докажите, что треугольники и
имеют одинаковые периметры.
б) Пусть и
– радиусы окружностей, описанных около треугольников
и
соответственно.
а) Достаточно показать, что .
На продолжении отрезка за точку
отметим точку
так, что
. На продолжении отрезка
за точку
отметим точку
так, что
.
Пусть – точка пересечения
и
,
– точка пересечения
и
.
Рассмотрим треугольники и
:
Так как точка лежит на серединном перпендикуляре к
, то она равноудалена от точек
и
, откуда
.
Кроме того, – серединный перпендикуляр, проведённый к основанию равнобедренного треугольника, тогда
– биссектриса угла
, следовательно,
.
Аналогично – серединный перпендикуляр к
, откуда
,
.

Рассмотрим треугольники и
:
Замечание. На рисунке изображена ситуация, когда , однако, в остальных случаях все рассуждения можно провести абсолютно аналогично.
б) Так как ,
, то
.
Из равенства и теоремы синусов получаем: