Let △ABC be an isosceles triangle with AB=AC. Point D is chosen on the smaller arc AB of the circumcircle of ABC. Point E is chosen on the ray AD outside the segment AD so that points A and E lie on the same side of line BC. The circumcircle of triangle BDE intersects side AB at point F=B. Prove that the lines EF and BC are parallel. (R. Zhenodarov)
Дан равнобедренный треугольник ABC (AB=AC). На меньшей дуге AB описанной около него окружности взята точка D. На продолжении отрезка AD за точку D выбрана точка E так, что точки A и E лежат в одной полуплоскости относительно BC. Описанная окружность треугольника BDE пересекает сторону AB в точке F=B. Докажите, что прямые EF и BC параллельны. (Р. Женодаров)
Solution
Обозначим через Ω и ω описанные окружности треугольников ABC и BDE. Положим ∠ACB=∠ABC=α. Четырёхугольник BDAC вписан в Ω, значит, ∠ADB=180∘−∠ACB=180∘−α. Углы ADB и EDB — смежные, откуда ∠EDB=180∘−∠ADB=α. Далее, поскольку четырёхугольник EDFB вписан в ω, имеем ∠EFB=∠EDB=α.
Итого, ∠EFB=∠FBC=α, а значит, прямые EF и BC параллельны.
Want a route through all this instead of an archive? The track
puts 2,000 problems in a working order, from AMC 10 level to the IMO shortlist.
Source: MathNet,
licensed CC-BY-4.0.
Statement and solution reproduced as published; topic and difficulty added by this site.