№1431. Пользуясь результатом задачи 909, применяя гомотетию, докажите, что для неравностороннего треугольника основания высот, середины сторон и середины отрезков высот, заключённых между вершинами треугольника и его ортоцентром, принадлежат одной окружности (окружности девяти точек). Центр этой окружности лежит на прямой Эйлера, а радиус равен половине радиуса описанной окружности данного треугольника.
Дано:
— неравносторонний, — ортоцентр, и — центр и радиус описанной окружности
Доказать:
девять точек лежат на окружности радиуса с центром на прямой
Доказательство:
1) Задача 909: пусть , , — точки, симметричные относительно прямых , , , а , , — относительно середин сторон , , . Все шесть точек лежат на описанной окружности .
2) Рассмотрим гомотетию с центром и коэффициентом : она переводит точку в середину отрезка .
• симметрична относительно , поэтому середина — основание перпендикуляра из на , то есть основание высоты из . Так же для , .
• симметрична относительно середины , поэтому середина — середина стороны . Так же для , .
• Вершины , , лежат на ; их образы — середины отрезков , , .
3) Гомотетия переводит окружность в окружность с центром — серединой отрезка — и радиусом . Все девять точек — образы точек , поэтому лежат на .
4) Треугольник неравносторонний, поэтому (у равностороннего треугольника все замечательные точки совпадают) и прямая — прямая Эйлера. Центр — середина — лежит на ней.
Что и требовалось доказать.
Вывод: окружность девяти точек — образ описанной окружности при гомотетии с центром и ; её центр — середина , радиус .