На стороне треугольника отмечены точки и , а на стороне — точки и , причём . Отрезки и пересекаются в точке , а отрезки и — в точке . Докажите, что точки , и лежат на одной прямой.
Дано:
Доказать:
-
Введём положительные числа
, пропорциональные трём частям сторон: . Тогда сложением соседних частей получаем
Здесь записи означают отношения в одной и той же условной единице на каждой стороне; длиныи могут быть разными, но в дробях каждой стороны масштаб сокращается. -
Проведём луч
до пересечения с в . В треугольнике прямые , , пересекаются в точке . По прямой теореме Чевы (п. )
Подставим отношения из шага:
-
Аналогично проведём луч
до пересечения с в . Для конкурентных , , теорема Чевы даёт
После подстановки получаем
-
Точки
и лежат на одном отрезке и делят его в одном отношении. По единственности деления отрезка в заданном отношении . Значит, прямые и совпадают; точки лежат на одной прямой. Утверждение доказано.
Точки
