Около остроугольного треугольника ABC с различными сторонами описали окружность с диаметром BN. Высота BH пересекает эту окружность в точке K.
а) Докажите, что
б) Найдите KN, если
а радиус окружности равен 12.
a) Равные дуги стягивают равны хорды; вписанные углы, опирающиеся на равные дуги, равны. Поэтому достаточно доказать, что Пусть угол КВС равен α. Сумма острых углов прямоугольного треугольника BНC равна 90°, поэтому
Центральный угол ВОА в два раза больше вписанного угла ВСА, опирающегося на ту же дугу АВ, поэтому
Наконец, треугольник BОА равнобедренный, поскольку AO = OB как радиусы окружности, поэтому каждый из равных углов при его основании АВ равен
Итак,
поэтому
Требуемое доказано.
б) Заметим, что Тогда
Далее, как угол, опирающийся на диаметр. Диаметр равен удвоенному радиусу:
Тогда
как катет, лежащий против угла в 30° в прямоугольном треугольнике BKN.
Ответ: 12.
Примечание Евгения Обухова (Москва).
Пункт а) — это известный факт о том, что при изогональном сопряжении ортоцентр переходит в центр описанной окружности.
Примечание Дмитрия Гущина.
Ученик, занимающийся в математическом кружке или посещающий факультатив по математике, узнает в задаче стандартную конструкцию: радиус описанной окружности и высоту, проведенные из одной вершины треугольника. Эти отрезки переходят друг в друга при симметрии относительно биссектрисы треугольника, исходящей из той же вершины. Поскольку при такой симметрии стороны угла также переходят в друг друга, угол КВС переходит в угол ABN. Отсюда и следует равенство хорд
Прямые, проходящие через вершину угла и симметричные относительно биссектрисы этого угла, называются изогональными. Материалы для занятия со школьниками по данной теме можно взять, например, в статье Д. Прокопенко «Изогональное сопряжение и педальные треугольники».


Добрый вечер!
У меня была точно такая же задача. Я доказал в пункте а), что прямые NK и AC параллельны. Cделать это несложно: берем угол HKC за α и получаем, что внутренние односторонние углы равны, а дальше все просто. И еще: так как нам углы изначально неизвестны, то точки A, N, K, C могут располагаться наоборот (то есть точки N и K меняются местами, в зависимости от расположения вершины B). Примите, пожалуйста, во внимание мои замечания.