В выпуклом четырёхугольнике KLMN диагонали KМ и LN перпендикулярны соответственно сторонам MN и KL, а длина стороны KN Известно, что
а) Докажите, что
б) Найдите площадь четырёхугольника KLMN.
а) Пусть прямые KL и NM пересекаются в точке B. Тогда отрезки KM и NL — высоты треугольника KBN. Построим третью высоту BH. Четырехугольник LBNH вписан в окружность с диаметром BN, поэтому Значит, равны их смежные углы:
Аналогично
Следовательно,
то есть точка H совпадает с точкой A.
Треугольники KLH и KNB подобны, причем
Аналогично Из условия получаем:
Но из условия известно, что
Значит,
Отсюда следует, что
и
б) По теореме синусов для треугольника KBN находим:
Следовательно, площадь треугольника KBN равна
Для треугольников BLM и BNK получаем:
то есть площадь четырехугольника KLMN вдвое меньше площади треугольника BKN. Таким образом,
Ответ:
Примечание к пункту а).
Если бы точка A, например, лежала на отрезке KH, то верны были бы неравенства
то есть
что противоречит условию.
Примечание о синусе.
В ходе решения было опущено вычисление значения Приведем его:

