ESERCITAZIONI

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Lista dei problemi

20. Testo dell'esercizio

In un triangolo ABC con AB = BC la retta parallela al lato BC e passante per il punto medio di AB interseca la circonferenza inscritta nel punto medio di AC e in un altro punto F.
Dimostrare che la tangente in F alla circonferenza inscritta e la bisettrice dell'angolo C si intersecano nello stesso punto del lato AB.



Tratto da: 9-th All-Russian Mathematical Olympiad 2003
Fourth Round - Grade 9 - Problema 3

20. Soluzioni

Sia E in punto in cui la tangente in F alla circonferenza interna al triangolo interseca AB.
Dobbiamo dimostrare che CE è bisettrice dell'angolo interno C.
Sia I l'incentro del triangolo.
Con le notazioni in figura, per la tangenza si ha
EM ≅ EF
DF ≅ DK
CK ≅ CH
AH ≅ AM
Gli ultimi quattro segmenti sono inoltre congruenti, essendo AH ≅ CH.
Posto latex: A\hat{C}B = \alpha,
allora
latex: A\hat{H}F = \alpha per il parallelismo
latex: H\hat{I}F = 2\alpha (angolo al centro che insiste sull'arco HF, su cui insiste latex: A\hat{H}F)
latex: H\hat{I}K = 180 - \alpha (differenza di angoli nel quadrilatero HIKC)
Quindi
latex: F\hat{I}K = 180 - \alpha (differenza di angoli nell'angolo giro in I)
Infine latex: F\hat{D}K = \alpha (differenza di angoli nel quadrilatero FDKI).
Ne segue che il trapezio CHFD è isoscele e perciò CH ≅ FD.
Per transitività FD ≅ MA.
Quindi ED = EF + FD ed EA = EM + MA sono congruenti.
I triangoli ECA e ECD sono quindi congruenti e perciò EC è la bisettrice dell'angolo C.

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