Telegram Group Search
Задача для тех, кому надоели простые задачи

На сторонах CA и CB остроугольного треугольника АВС отмечены точки X и Y так, что четырёхугольник AXYB вписанный. Окружности (CAB) и (CXY) пересекаются повторно в точке Р. Отрезки АY и ВX пересекаются в точке S. Точки R и Q симметричны S относительно прямых СА и СВ.
(!) Точки Р, Q, R и C коцикличны
razbormatan.pdf
198.5 KB
Новая разминка по матану

Рассмотрим любой (не обязательно выпуклый) многоугольник с площадью 1.
(!) Существует внутренняя хорда, разделяющая этот многоугольник на две части, площадь каждой из которых не меньше 1/3
(!) Покажите, что 1/3 нельзя заменить на бо‌льшее число

Сверху прикрепил разбор предыдущей разминки:
Очень красивая задача с сегодняшнего доклада Петра Кима про двойственность

Нижние синие точки на сторонах произвольные.
(!) Зелёная прямая касается зелёной окружности
Любить геометрию это хорошо, но русский все равно сдавать, к сожалению, придётся

Рекомендую канал с тестами и шпаргалками, чтобы готовиться к ЕГЭ или ОГЭ в любую минуту и уменьшать количество своих ошибок. Ещё там обсуждают тонкости экзаменов. Так что, канал точно полезный
Задача с BalticWay

Четырехугольник ABCD описан около окружности Г. Отрезок AC пересекает Г в точке E, причем вторая точка пересечения AC с Г лежит между E и C. Пусть F – точка, диаметрально противоположная E в Г. Касательная в точке F к Г пересекает AB, BC, CD, DA в точках Х, Y, Z, T.
(!) XY = ZT
Хочу сделать небольшое объявление

Сейчас начинает свою работу канал Палата вышмата. Я являюсь одним из его админов и создателей. Он посвящен высшей математике, и туда мы будем постить задачи по матану/линалу/топологии и др. Паблик предназначен для студентов и школьников, которые хотят заниматься высшей математикой.
Кому интересно – заходите и наслаждайтесь!

Чтобы пост не был без задач:

Точки P, Q и четырехугольник ABCD таковы, что B, P, Q, C лежат на одной окружности и A, P, Q, D лежат на одной окружности. Точка E на отрезке PQ такова, что ∠PAE = ∠QDE и ∠PBE = ∠QCE.
(!) Точки A, B, C, D лежат на одной окружности
Добрая разминка

Оказалось, что изогонально сопряжённые точки P и Q лежат на одной окружности с двумя вершинами треугольника.
(!) Оставшаяся вершина равноудалена от точек P и Q
Ночная разминка

Кстати, москвичи, как регион?
Крутая задача
3D аналог окружности Конвея

В тетраэдре ABCD на продолжениях ребер AB, AC, AD за вершину A отметили три точки, находящиеся от A на расстоянии, равном полупериметру противолежащей грани BCD, и то же самое проделали с остальными вершинами B, C, D.
(!) Построенные 12 точек лежат на одной сфере тогда и только тогда, когда существует сфера, касающаяся всех рёбер тетраэдра ABCD
Няшная задачка

На боковых сторонах треугольника взяли точки X и Y так, что они лежат на одной окружности с двумя вершинами. Пусть точки M, N, K – середины боковых сторон. Прямые XM и YN пересекаются в P. Прямая PK пересекает боковые стороны треугольника в голубых точках.
(!) Зелёная прямая касается зелёной окружности
Не няшная задачка

На серединном перпендикуляре к нижней стороне выбрана точка. Оранжевые окружности касаются зелёных прямых (соединяющих эту точку с вершинами) и боковых сторон треугольника в их серединах.
(!) Точки пересечения внешних касательных к этим окружностям с нижней стороной треугольника лежат на изогоналях относительно верхнего угла треугольника
Рисунки к посту ниже
Теории пост. Прощальный пост.

В планиметрии есть много методов решить задачу: всякие теоремы, трюки, стандартные картинки, какие-то продвинутые техники. А что можно сказать насчет стереометрии? Там запас этого всего добра урезается в десятки раз. Может, всякие аналоги лемм о воробьях, о велосипедистах и т.д. есть, но они очень малоизвестны и далеко не очень полезны. В стереоме чаще требуются рассуждения про доп. построения, анализ картинки, рассматривание каких-то пересечений плоскостей/проекций, сведений к плоской задаче. Есть конечно аналог радикальных осей, например, но это тоже не очень частый метод.

Тем не менее, все-таки один продвинутый трюк есть.

Забавно, что обычные проективные коники и теоремы на них вполне обобщаются в пространство. В пространстве верны аналоги леммы Соллертинского, теоремы Брианшона и понятие поляры относительно квадрики (причем даже определено не только понятие поляры точки, но и поляры прямой).

Определение. Квадрика – поверхность в пространстве, задающаяся уравнением F(x, y, z) = 0, где deg(F) = 2.

Определение. Полярой точки X относительно квадрики K называется плоскость, проходящая через основания всех касательных из X к K.

То, что основания касательных из X к K лежат в одной плоскости неочевидно, но это правда. Ещё заметим, что поляра X относительно K высекает на K конику.

Однако сейчас нас будет интересовать случай, когда квадрика – сфера, а высекаемая коника – окружность.

Сперва поговорим о стереографической проекции.

Определение. Пусть Г – сфера, O – её центр, а p – некоторая плоскость. Прямая, проходящая через точку O и перпендикулярная p, вторично пересекает Г в точке N (N находится дальше от p, чем вторая точка пересечения). Пусть Х – произвольная точка сферы, а NX пересекает p в точке Y. Стереографической проекцией Г на p будем называть отображение Г -> p при котором X -> Y.

Это отображение – биекция между Г (без точки N) и p. Также заметим, что на самом деле, это просто инверсия с центром N при которой Г переходит в p (инверсия, суженная на Г). Она переводит окружность, не проходящую через N, в окружность, а окружность, проходящую через N, в прямую. Уже сам этот факт является довольно полезным и помогает решать некоторые сложные задачи. Например, это сильно помогает в P5 устной олимпиады по геометрии 2015 года 10-11 класс. (рис. 1)

Но мы пойдем дальше.

Определение. Полярной окружностью точки X относительно сферы Г называется окружность, проходящая через основания касательных из X к Г. Будем обозначать эту окружность p(X).

Получаем биекцию между точками R³ и окружностями на сфере.

Теорема.
1. Прямая AB касается сферы Г <=> p(A), p(B) касаются.
2. Плоскость (ABC) касается Г <=> p(A), p(B), p(C) имеют общую точку.
(рис. 2 и 3)

Мысль. Отображение X -> p(X) позволяет сопоставлять стереометрической задаче конфигурацию окружностей на сфере. Совершая затем стереографическую проекцию, мы получаем плоскую задачу, решив которую, мы решим и исходную трехмерную задачу. Также можно совершать эти действия в обратном порядке, проектируя плоскую задачу на сферу и затем возникающие окружности отображая в точки.

И вот это уже мощный интрумент для решения задач.

Пример. Около сферы Г описана четырёхзвенная ломанная ABCD. (рис. 4)
(!) Четыре точки касания её сторон со сферой лежат в одной плоскости
Доказательство. Мы знаем, что p(A), p(B), p(C), p(D) попарно касаются. Скинем это все стер. проекцией на плоскость. Получим известную простую задачу: четыре окружности на плоскости попарно касаются, тогда точки касания лежат на одной окружности. Проектируя обратно, получаем, что точки касания не просто лежали в одной плоскости - они еще и на одной окружности.

У этой задачи есть другие решения (например, пространственный менелай).

Есть еще более сложные примеры. И вот, собственно, задача Вам.

Скрытая 10.9 Шарыгинки 2024

Точки A, B, C, D лежат в одной плоскости, которая касается сферы Г. Точка A' такова, что тетраэдр BCDA' описан около Г. Аналогично определим B', C', D'. (рис. не требуется)
(!) A', B', C', D' лежат в одной плоскости

(Ухожу в отпуск на x лет)
Наверное, уже по традиции, ночной факт

(!) Направление прямой гаусса изогонально направлению на точку Микеля относительно любого угла четырёхугольника
Утренняя разминка

Ещё придумал простенькую задачку на прямую Гаусса
(!) Параллельность красных прямых
2025/02/19 00:35:06
Back to Top
HTML Embed Code: