ESERCITAZIONI

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Lista dei problemi

9. Testo dell'esercizio

Sia ABC un triangolo acutangolo, sia C1 la circonferenza circoscritta e sia O il suo circocentro. Chiamiamo C2 la circonferenza per A,O e B. Le rette CA e CB incontrano C2 anche in P e Q, rispettivamente.
Dimostrare che le rette CO e PQ sono perpendicolari.

Tratto da: BRITISH MATHEMATICAL OLYMPIAD
Round 1: Wednesday, 17th January 1996 problema 3

9. Risoluzione

Sia D il punto in cui la semiretta CO interseca la circonferenza C1.

Poichè insistono entrambi sull'arco BC, si ha che

latex: C\widehat{A}B = C\widehat{D}B

Il quadrilatero ABQP è inscritto nella circonferenza C2 e, di conseguenza l'angolo latex: P\widehat{Q}B è supplementare dell'angolo , che è angolo adiacente a latex: C\widehat{A}B.
Quindi, per transitività, latex: P\widehat{Q}B = C\widehat{A}B = C\widehat{D}B

I triangolo CDB e CQR hanno quindi due angoli congruenti e di conseguenza anche il terzo.
Essendo il triangolo CDB rettangolo in B (CD è un diametro) allora ne segue che QHC è rettangolo in R.



Altra dimostrazione

Con le notazioni in figura si ha che

latex: \alpha + \beta + \gamma = 90 perchè i triangoli OAC, OAB e OBC sono isosceli.

latex: A\widehat{Q}P = A\widehat{C}B = \alpha + \gamma per la similitudine dei triangoli ABC e APQ (angolo in comune e due coppie di lati proporzionali per il teorema delle secanti)

latex: H\widehat{K}B = \alpha + 2\beta, per il teorema dell'angolo esterno.

latex: K\widehat{B}Q = \180 - \alpha - \beta (angolo adiacente)

Nel quadrilatero KBQH possiamo calcolare quindi il quarto angolo:

latex: K\widehat{H}Q = \360 - (\alpha +2 \beta) - (\180 - \alpha - \beta) - (\alpha + \gamma) = 180 - (\alpha + \beta + \gamma) = 180 - 90 = 90

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