№1367. Докажите, что центр описанной окружности, центроид и ортоцентр треугольника лежат на одной прямой (прямая Эйлера).
Дано:
; — центр описанной окружности, — точка пересечения медиан (центроид)
— точка пересечения прямых, содержащих высоты (ортоцентр)
Доказать:
, , лежат на одной прямой
Доказательство:
1) Центр описанной окружности — общая точка серединных перпендикуляров , , к сторонам треугольника.
2) По задаче 1366 гомотетия с центром и коэффициентом переводит прямые , , в прямые, содержащие высоты треугольника. Точка лежит на всех трёх серединных перпендикулярах, поэтому её образ лежит на всех трёх прямых, содержащих высоты, то есть .
3) Значит,
Векторы и коллинеарны, поэтому точки , , лежат на одной прямой. Более того, лежит на отрезке и .
Если треугольник равносторонний, то , и совпадают, и утверждение тоже верно (через одну точку проходит прямая). Во всех остальных случаях прямая определена однозначно — это прямая Эйлера, что и требовалось доказать.
Вывод: точки , , лежат на одной прямой, причём .