Смотрите также №15, №16, №17, №19, №20.
Через вершины $A$ и $C$ прямоугольного треугольника $ABC$ ($\angle B=90^{\circ}$) проведена окружность с центром в точке $O$, касающаяся прямой $AB$ и пересекающая продолжение стороны $BC$ в точке $E$.
а) Докажите, что сумма углов $AOE$ и $AOC$ равна $180^{\circ}$.
б) Найдите диаметр окружности, если известно, что $BE=5$, $AC=6$.
Решение:
а) Пусть $\angle ACB=\alpha.$ Тогда и $\angle OAC=\alpha$ (так как $AO\parallel BC$).
Так как треугольник $AOC$ равнобедренный, то и $\angle OCA=\alpha.$
Из треугольника $AOC:$ $\angle AOC=180^{\circ}-2\alpha.$
Углы $OCE,BCO$ смежные, что влечет за собой $\angle OCE=180^{\circ}-2\alpha.$
Так как треугольник $OCE$ равнобедренный, то и $\angle OEC=180^{\circ}-2\alpha.$
Из треугольника $OCE:$ $\angle COE=4\alpha-180^{\circ}.$
Итак, $\angle AOE+\angle AOC=180^{\circ}-2\alpha+4\alpha-180^{\circ}+180^{\circ}-2\alpha=180^{\circ}.$
Что и требовалось доказать.
б) Пусть $BC=x$, тогда $CE=5-x.$
По свойству касательной и секущей, проведенных к окружности из одной точки,
$BA^2=BC\cdot BE.$
Имеем
$AC^2-BC^2=5x;$
$36-x^2=5x;$
$x=4;$
Из треугольника $ABC:$ $cosACB=\frac{2}{3}.$
Пусть $T$ – середина $BC.$
Как мы уже говорили, $\angle ACB=\angle ACO.$
Из треугольника $OCT:$ $cosACO=\frac{3}{OC}$ или $\frac{2}{3}=\frac{3}{OC},$ откуда $OC=4,5.$
Стало быть, диаметр окружности – 9.
Ответ: б) 9.
Уважаемая Елена Юрьевна, позвольте предложить более простое доказательство. ВАОЕ-трапеция и сумма углов АОЕ и СЕО равна 180 градусам. Тогда достаточно доказать, что угол АОС равен углу СЕО, что доказывается просто. Спасибо за внимание.
Татьяна Евгеньевна, спасибо!
Большое спасибо за интересную задачу и за изящное доказательство.