В остроугольном треугольнике ABC Высоты BN и CM треугольника ABC пересекаются в точке H. Точка O — центр окружности, описанной около
а) Докажите, что
б) Найдите площадь если
Точки M и N лежат на окружности с диаметром BC, поэтому Значит, треугольники ANM и ABC подобны с коэффициентом подобия
Следовательно, радиус окружности, описанной около треугольника ANM, равен Точки M и N лежат на окружности с диаметром AH, поэтому
б) Сумма углов треугольника равна 180°, поэтому
Тогда
(центральный угол в два раза больше вписанного угла, опирающегося на ту же дугу). Тогда из суммы углов равнобедренного треугольника AOB:
Поэтому
Имеем: По теореме синусов для треугольника ABC:
Откуда и
Ответ: б)
Примечание Дмитрия Гущина.
Задания, в которых требуется использовать связь между стороной треугольника и расстоянием от противолежащей ей вершины до ортоцентра встречаются на ЕГЭ не первый раз. См., например, задание 519475
Найдем радиус описанной окружности по теореме синусов: воспользуемся формулой для расстояния от вершины до ортоцентра
Полученные величины равны, что и требовалось доказать.
Приведём другое решение пункта а).
а) Высоты треугольника пересекаются в одной точке, поэтому высота AK проходит через точку H. Пусть
Тогда
Сумма острых углов прямоугольного треугольника ACM равна 90°, поэтому
Тогда
поскольку катет, лежащий против угла в 30°, в два раза меньше гипотенузы. Сумма острых углов прямоугольного треугольника AKB равна 90°, поэтому
По теореме синусов для треугольника ABC:
где R — радиус описанной вокруг треугольника ABC окружности. Откуда
Ранее мы получили:
Следовательно,

