Рассмотрим равнобедренный треугольник ( \triangle ABC ), где ( AB = BC ) и ( P ) — точка на высоте ( h ), проведенной из вершины ( B ) на основание ( AC ). На сторонах ( AB ) и ( BC ) взяты точки ( M ) и ( K ) соответственно, такие что ( BM = BK ) и точки ( M ), ( P ) и ( K ) не лежат на одной прямой.
а) Доказать, что углы ( \angle BMR ) и ( \angle BKR ) равны.
Рассмотрим треугольники ( \triangle BMR ) и ( \triangle BKR ).
- По условию ( BM = BK ).
- Точка ( P ) лежит на высоте ( h ), поэтому ( BP ) является перпендикуляром к ( AC ). Следовательно, ( \angle BPA = \angle BPC = 90^\circ ).
Пусть ( \angle ABP = \alpha ) и ( \angle CBP = \beta ). Так как треугольник равнобедренный, то ( \alpha = \beta ).
Теперь рассмотрим углы при вершине ( B ):
- ( \angle ABM = \alpha )
- ( \angle CBK = \beta )
Поскольку ( BM = BK ), треугольники ( \triangle ABM ) и ( \triangle CBK ) равны по двум сторонам и углу между ними ( (BM = BK, \angle ABM = \angle CBK) ). Следовательно, углы ( \angle BMR ) и ( \angle BKR ) равны по соответствующим углам равных треугольников.
Таким образом, ( \angle BMR = \angle BKR ).
б) Доказать, что углы ( \angle KMR ) и ( \angle RKM ) равны.
Пусть ( \angle BMR = \angle BKR = \theta ). Теперь рассмотрим треугольники ( \triangle BMR ) и ( \triangle BKR ):
- В треугольниках ( \triangle BMR ) и ( \triangle BKR ):
- ( BM = BK ) (по условию),
- ( BR ) — общая сторона,
- ( \angle BMR = \angle BKR = \theta ).
Эти треугольники равны по двум сторонам и углу между ними (по 2-ой теореме равенства треугольников). Следовательно, ( MR = KR ).
Теперь рассмотрим треугольник ( \triangle MRK ):
- В треугольнике ( \triangle MRK ):
- ( MR = KR ) (доказано выше),
- ( \angle BMR = \angle BKR = \theta ).
Так как ( MR = KR ), треугольник ( \triangle MRK ) равнобедренный, и углы при основании равны. Следовательно, ( \angle KMR = \angle RKM ).
Таким образом, углы ( \angle KMR ) и ( \angle RKM ) равны.
Таким образом, обе части задачи доказаны:
а) углы ( \angle BMR ) и ( \angle BKR ) равны;
б) углы ( \angle KMR ) и ( \angle RKM ) равны.