Question

Помогите решить задачу: Четырехугольник ABCD вписан в окружность радиуса √159 прямые содержащие противолежащие стороны пересекаются в точках P и Q расстояния от этих точек до центра окружности соответственно равно 15 и 17 найдите длину отрезка PQ. Заранее огромное спасибо.

Answer 1

Лемма. Если из точки P к окружности проведены две секущие, одна из которых пересекает окружность в точках A и B, а вторая в точках C и D, то
$PA\cdot PB=PC\cdot PD$. Это легко следует из подобия по двум углам треугольников PBC и PDA.

Решение исходной задачи. Обозначим центр окружности О, P - точка пересечение лучей AB и DC, Q - точка пересечения лучей BC и AD, PO=15, QO=17, радиус $R=\sqrt{159}$. Пусть также М - точка пересечения окружностей описанных около треугольников BCP и DCQ. Тогда
$\angle PMC=180^\circ-\angle PBC=\angle ABC$
$\angle QMC=180^\circ-\angle QDC=\angle ADC$
Следовательно $\angle PMC+\angle QMC=\angle ABC+ \angle ADC=180^\circ$, т.е. точка М лежит на отрезке PQ.

Теперь если провести секущую из P через О, то по лемме получаем:
$PC\cdot PD=(PO+R)(PO-R)=PO^2-R^2=15^2-159=66$.
А также $PM\cdot PQ=PC\cdot PD=66.$
Аналогично, если провести секущую из Q через О, то
$QC\cdot QB=(QO+R)(QO-R)=QO^2-R^2=17^2-159=130$.
А также $QM\cdot PQ=QC\cdot QD=130.$
Таким образом, $PM\cdot PQ+QM\cdot PQ=(PM+QM)PQ=PQ^2=66+130=196,$ откуда PQ=14.