Exercițiul 220

E.220. Fie HH ortocentrul unui triunghi ABCABC și D(AB)D \in (AB) astfel încât CHAB.CH \perp AB. Alegem un punct oarecare pe M(BC)M \in(BC) și notăm cu FF intersecția cercului (M,B,D)(M,B,D) cu segmentul AMAM.
a) Demonstrați că HFAM;HF \perp AM;
b) Dacă MM este mijlocul lui BC,BC, demonstrați că BM2=FMAM.BM^2=FM \cdot AM.

Alin Crețu, MateMaraton, 21.03.2024
Soluție:

a) BMFDBMFD inscriptibil (ip.) FMB^=ADF^.\Rightarrow \widehat{FMB} = \widehat{ADF}.
AMBADFABAD=AMAF(1).\triangle AMB \sim \triangle ADF \Rightarrow AB \cdot AD = AM \cdot AF \quad (1).
AEBADHABAD=AEAH(2).\triangle AEB \sim \triangle ADH \Rightarrow AB \cdot AD = AE \cdot AH \quad (2).
Din (1)(1) și (2)AMAF=AEAHAEMAFHAFH^=90°.(2) \Rightarrow AM \cdot AF = AE \cdot AH \Rightarrow \triangle AEM \sim \triangle AFH \Rightarrow \boxed{\widehat{AFH}=90\degree}.

b) AMAM mediană, HFAMHF \perp AM, rezultă că FF este "Humpty point"-ul corespunzător vârfului AA, deci B,B, H,H, F,F, CC conciclice (1).

Fie AA' simetricul lui AA față de M.M. Rezultă ABCADCA^=90°AB \parallel CA' \Rightarrow \widehat{DCA'}=90 \degree, deci H,H, F,F, C,C, AA' conciclice (2).

Din (1) și (2) rezultă B,B, F,F, C,C, AA' conciclice. Aplicând puterea punctului MM față de cercul (B,F,C)(B,F,C) rezultă concluzia.