E:5756 (Dumitru Acu)
Fie
A
B
C
D
{\displaystyle ABCD}
un romb. Prin vârful
A
{\displaystyle A}
ducem o dreaptă arbitrară care intersectează pe
B
C
{\displaystyle BC}
în
E
{\displaystyle E}
, pe
D
C
{\displaystyle DC}
în
F
{\displaystyle F}
, iar pe diagonala
B
D
{\displaystyle BD}
în
G
{\displaystyle G}
. Să se arate că dreapta
C
G
{\displaystyle CG}
este tangentă în
C
{\displaystyle C}
cercului circumscris triunghiului
E
C
F
{\displaystyle ECF}
.
Soluție
Din faptul că semidreapta
(
D
B
{\displaystyle (DB}
este bisectoarea unghiului
∢
A
D
C
{\displaystyle \sphericalangle ADC}
și semidreapta
(
G
B
{\displaystyle (GB}
este bisectoarea unghiului
∢
A
G
C
{\displaystyle \sphericalangle AGC}
se deduce că
[
A
G
]
≡
[
C
G
]
{\displaystyle \left[AG\right]\equiv \left[CG\right]}
În triunghiul
F
G
C
{\displaystyle FGC}
, aplicăm Teorema bisectoarei , pentru bisectoarea
(
G
D
{\displaystyle (GD}
a unghiului
∢
F
G
C
{\displaystyle \sphericalangle FGC}
și obținem
C
D
D
F
=
G
C
G
F
{\displaystyle {\frac {CD}{DF}}={\frac {GC}{GF}}}
Cum patulaterul
A
B
C
D
{\displaystyle ABCD}
este un romb, avem
A
B
∥
B
C
{\displaystyle AB\parallel BC}
, deci
Teorema lui Thales implică
C
D
D
F
=
E
A
A
F
{\displaystyle {\frac {CD}{DF}}={\frac {EA}{AF}}}
Atunci avem
E
A
A
F
=
G
A
G
F
⇒
E
A
G
A
=
A
F
G
F
{\displaystyle {\frac {EA}{AF}}={\frac {GA}{GF}}\Rightarrow {\frac {EA}{GA}}={\frac {AF}{GF}}}
Prin intermediul proporțiilor derivate se obține
G
A
−
A
E
G
A
=
G
F
−
F
A
G
F
⇒
G
E
G
A
=
G
A
G
F
,
{\displaystyle {\frac {GA-AE}{GA}}={\frac {GF-FA}{GF}}\Rightarrow {\frac {GE}{GA}}={\frac {GA}{GF}},}
ceea ce revine la
G
A
2
=
G
E
⋅
G
F
⇔
G
C
2
=
G
E
⋅
G
F
.
{\displaystyle GA^{2}=GE\cdot GF\Leftrightarrow GC^{2}=GE\cdot GF.}
Din puterea punctului
G
{\displaystyle G}
față de cercul determinat de punctele necoliniare
E
{\displaystyle E}
,
C
{\displaystyle C}
,
F
{\displaystyle F}
rezultă că dreapta
G
C
{\displaystyle GC}
este tangentă la cercul circumscris triunghiului
E
C
F
{\displaystyle ECF}
.