№807. Докажите, что если в выпуклом четырёхугольнике суммы противоположных сторон равны, то в этот четырёхугольник можно вписать окружность.
Дано:
— выпуклый четырёхугольник
Доказать:
в можно вписать окружность
Доказательство:
Биссектрисы углов и пересекаются в некоторой точке , равноудалённой от прямых , и . Окружность с центром этого радиуса касается сторон , и .
Предположим, что сторона не касается этой окружности. Проведём из точки вторую касательную к окружности; она пересечёт сторону в точке , отличной от .
Четырёхугольник описан около окружности, поэтому
Вычтем это равенство из данного :
Но в треугольнике сторона больше разности двух других сторон. Полученное равенство означает, что треугольника нет, т. е. точка совпадает с .
Значит, сторона тоже касается окружности, и в четырёхугольник можно вписать окружность.
Ответ: утверждение доказано.