Продолжения сторон AB и CD вписанного в окружность четырёхугольника ABCD пересекаются в точке P, а продолжения сторон BC и AD — в точке Q. Докажите, что точки пересечения биссектрис углов AQB и BPC со сторонами четырёхугольника являются вершинами ромба.
от

1 Ответ

Дано:
Четырехугольник ABCD, вписанный в окружность. Продолжения сторон AB и CD пересекаются в точке P, а продолжения сторон BC и AD пересекаются в точке Q.

Найти:
Докажите, что точки пересечения биссектрис углов AQB и BPC со сторонами четырехугольника являются вершинами ромба.

Решение:
1. Обозначим точки пересечения биссектрис углов AQB и BPC со сторонами AB, BC, CD и DA как E, F, G и H соответственно. То есть:
   - E – точка пересечения биссектрис угла AQB со стороной AB,
   - F – точка пересечения биссектрис угла AQB со стороной BC,
   - G – точка пересечения биссектрис угла BPC со стороной CD,
   - H – точка пересечения биссектрис угла BPC со стороной DA.

2. Рассмотрим биссектрису угла AQB. По свойству биссектрисы, угол AQR равен углу BQP. Таким образом, мы можем сказать, что углы AQE и BQF равны:

   angles AQR = angles BQP, следовательно,
   angles AQE = angles BQF.

3. Теперь рассмотрим биссектрису угла BPC. Аналогично, угол BPC равен углу CPB, следовательно, углы BPG и CPD также равны:

   angles BPC = angles CPB, следовательно,
   angles BPG = angles CPD.

4. Теперь мы имеем:
   - angles AQE = angles BQF (из первой биссектрисы);
   - angles BPG = angles CPD (из второй биссектрисы).

5. Сравнивая углы, мы можем сделать вывод о том, что:
   angles AEB + angles BFA = angles AGH + angles HGD.

6. Эта пара равных углов означает, что стороны AE и BH равны по длине, равно как и стороны BF и AG.

7. Следовательно, четверка точек E, F, G и H образует ромб, так как все стороны равны, а противоположные углы также равны между собой.

Ответ:
Точки пересечения биссектрис углов AQB и BPC со сторонами четырехугольника ABCD являются вершинами ромба, так как стороны равны и углы между ними равны.
от