№1283. Решите предыдущую задачу при условии, что точки , и являются вершинами треугольника, а равносторонние треугольники и построены внешним образом на его сторонах и .
Дано:
, и равносторонние, построены вне на сторонах и
Доказать и найти:
угол между прямыми и
Решение (поворот вокруг точки ):
Обойдём треугольник по ходу против часовой стрелки, как на рисунке (при другом направлении чертёж отражается зеркально, и рассуждение то же). Пусть — поворот вокруг на против часовой стрелки.
1) . Равносторонний треугольник лежит вне , то есть справа от стороны при обходе (треугольник лежит слева). Поэтому от луча к лучу нужно повернуть на против часовой стрелки; кроме того, . Значит, переходит в .
2) . Треугольник лежит вне , то есть справа от стороны при обходе . Поэтому от луча к лучу нужно повернуть на по часовой стрелке, а от луча к лучу — на против часовой стрелки. Так как , поворот переводит в .
3) Итак, отображает отрезок на отрезок . Движение сохраняет длины, поэтому .
4) По задаче 1269 прямые и (образ и прообраз при повороте на ) образуют углы и , то есть угол между ними равен — как и в предыдущей задаче.
Ответ: ; угол между прямыми и равен .