№1375. Пусть — точка пересечения прямых, содержащих высоты неравностороннего треугольника , а — центр описанной около этого треугольника окружности. Используя векторы, докажите, что точка пересечения медиан треугольника принадлежит отрезку и делит этот отрезок в отношении , считая от точки , т. е. .
Дано:
— неравносторонний; — ортоцентр, — центр описанной окружности
— точка пересечения медиан
Доказать:
,
Доказательство:
1) Пусть , , — середины сторон , , . Точка делит медианы в отношении от вершины, поэтому
2) Отметим точку , для которой . Тогда
Точка лежит на серединном перпендикуляре к , проходящем через . Если , то , а значит, и прямая перпендикулярна : точка лежит на прямой, содержащей высоту из вершины . Если же (угол прямой), то , — и снова на этой прямой.
3) Точно так же и , поэтому лежит и на двух других прямых, содержащих высоты. Значит, и
4) Точки и различны: если бы , то медианы лежали бы на серединных перпендикулярах, и каждая медиана была бы высотой — треугольник был бы равносторонним. Поэтому , векторы и противоположно направлены, то есть лежит на отрезке , и
Это и требовалось доказать.
Вывод: точка лежит на отрезке и .