martes, 18 de septiembre de 2012

Problema del Día. Geometría (17 de septiembre)

Dado $\triangle ABC$. Las bisectrices de los angulos $A,B,C$ intersectan al circuncirculo en $D,E,F$ respectivamente. Demostrar que $AD$ es perpendicular a $EF$

23 comentarios:

  1. sea $K$ el punto donde se intercectan las lineas $EF$ y $AB$ y sea $N$ el punto donde se intercectan $EF$ y $AD$. tenemos que $\angle CAD=\angle DAB=\alpha$ , $\angle CBE=\angle EBA=\gamma$ y $\angle ACF=\angle FCB=\beta$ entonces por abrir el mismo arco $\angle ABF=\angle ACF= \beta$ por el mismo argumento $\angle CAB=\angle CFB=2 \alpha$
    y por el mismo argumento $\angle EFC=\angle EBC=\gamma$ entonces por $\triangle ABC$ sabemos que $2\alpha+2\beta+2\gamma=180$ entonces $\alpha+\gamma+\beta=90$ y como en el $\triangle KFB$ tenemos en los angulos $\gamma+2\alpha+\beta=90+\alpha$ entonces para completar los 180 $\angle BKF=90-\alpha$ y por opuestos por el vertice $\angle AKN=90-\alpha$ y para completar los 180 $\angle ANK=90$ y acabamos.

    ResponderBorrar
  2. Sea $H$ la intersección de $FE$ con $AD$.
    $\bullet$ Sea $\angle{ABE}=\angle{EBC}=\alpha\Rightarrow\angle{EBC}=\widehat{EC}=\angle{CFE}=\alpha$

    $\bullet$ Sea $\angle{ACF}=\angle{FCB}=\beta\Rightarrow\angle{ACF}=\widehat{FA}=\angle{FDA}=\beta$

    $\bullet$ Sea $\angle{BAD}=\angle{DAC}=\theta\Rightarrow\angle{DAC}=\widehat{DC}=\angle{DFC}=\theta$

    En $\triangle{ABC}$ la suma de ángulos es: $2\alpha+2\beta+2\theta=180^{o}\Rightarrow 2(\alpha+\beta+\theta)=180^{o}\Rightarrow\alpha+\beta+\theta=90^{o}$.
    En $\triangle{FHD}$ la suma de ángulos es: $\alpha+\beta+\theta+\angle{FHD}=180^{o}$, si $\alpha+\beta+\theta=90^{o}\Rightarrow90+\angle{FHD}=180^{o}\Rightarrow\angle{FHD}=90^{o}\therefore FE\perp AD$ Q.E.D.

    ResponderBorrar
  3. http://s739.photobucket.com/albums/xx34/leo0_9506/Ommch/?action=view&current=CAM00055[1]_zps1fb2df54.jpg

    ResponderBorrar
  4. http://www.facebook.com/photo.php?fbid=4631719715241&set=a.4586100454788.189149.1360331970&type=3&theater

    ResponderBorrar
  5. En este problema nombre los angulos de las bisectrices y el punto de intercecion de $AD$ y $EF$ el cual llamare como $G$ y los angulos iguales en $A$ como alfa y en $B$ beta y en $C$ teta , entonces tengo 2 alfa, 2 beta, 2 teta y bueno estos estan en un mismo triangulo por tanto su suma es de 180 grados y si divido entre dos tengo 90°= alfa+ beta+ teta entonces temgo esto bueno tambien sace angulos primero empese trasando el cuadrilatero ciclico $EFBC$ y el $AFDC$ con esto tengo que el angulo $ACD$ = $CFD$ = alfa y el angulo $EBC$ = $EFC$ = beta y el angulo $ACF$ = $ADF$ = teta con esto tengo el triangulo $GFD$ que tiene en angulos 180-(alfa+beta+teta)= 90° por tanto la recta $EF$ es perpendicular a la recta $AD$

    ResponderBorrar
  6. Sea $G$ el punto de intersección de $AD$ y $EF$.
    Sean $\angle CAB=2\alpha,\angle ABC=2\beta,\angle BCA=2\theta$, entonces $2\alpha +2 \beta +2\theta =180$ y $\alpha + \beta +\theta =90$.
    $\angle AEF=ACF=\theta$ porque $CF$ es bisectriz de $\angle BCA$ y abren el mismo arco.
    $\angle EAD=\angle CAD+\angle EAC=\angle CAD+\angle EBC=\beta +\alpha$.
    Vemos la suma de ángulos internos de $\triangle EAG$, $180=\angle EAG+\angle AGE+\angle GEA=\angle EAD+\angle AGE+\angle AEF=\alpha +\beta +\theta +\angle AGE=90+\angle AGE \Rightarrow \angle AGE=90$
    $\Rightarrow AD \perp EF$.

    ResponderBorrar
  7. http://www.facebook.com/photo.php?fbid=4631719715241&set=a.4586100454788.189149.1360331970&type=1&theater

    ResponderBorrar
    Respuestas
    1. Checa tu problema.
      Tu trazaste el incirculo en lugar del circuncirculo

      Borrar
  8. segun yo lo habia posteado en la mañana, pero no se pego
    :l

    ResponderBorrar
  9. Sea $ABE = EBC = ADE$ Pues abre el arco AE
    Sea $ BCF = FCA = FEB $ Pues abre el arco BF
    Sea $ BAD = DAC = BED $ Pues abre el arco BD
    Como $ 2ABE + 2BCF + 2BAD = 180$
    Entonces $ ADE+FEB+BED = 90$
    Sea $P$ la interseccion de $EF$ con $AD$
    Por lo cual en el triangulo $FDP$ el mismo angulo debe ser 90, por lo cual $AD$ es perpendicular a $EF$
    Q.E.D.

    ResponderBorrar
  10. Sea $\angle BAC$ $=2\alpha$, $\angle BAC=2\beta$ y $\angle BCA=2\theta$ entonces $\alpha+\beta+\theta$=90°.Pero $\angle FDA=\angle FCA=\theta$ ya que abren el mismo arco $FA$.Analogamente $\angle CFD=\angle DAC=\alpha$ y $\angle EFC=\angle EBC=\beta$.
    Sea $N$ el punto de intersecccion de $AD$ con$FE$ entonces la suma de los angulos internos de $\triangle FND$ es: $\alpha+\beta+\theta+\angle FND=180°$, pero $\alpha+\beta+\theta$=90° entonces para completar los 180°, el angulo $FND$ debe medir 90 grados.
    $Q.E.D$

    ResponderBorrar
  11. Nos fijamos en el cíclico $EFBC$ y en ángulos inscritos.
    Sean los angulos:
    $\angle CAB =2\alpha$ que abren $\widehat{CB}$
    $\angle ABC =2\beta$ que abren $\widehat{AC}$
    $\angle BCA =2\theta$ que abren $\widehat{AB}$
    por angulos inscritos que abren el mismo arco encontramos las siguientes iguadades:
    $\angle CAB =2\alpha =\angle CEB =\angle CFB$
    $\angle ABC =2\beta =\angle AFC =\angle ADC $
    $\angle BCA =2\theta =$\angle BEA =\angle BDA$
    Con base en que son bisectrices encontramos:
    $\angle CAD =\alpha=\angle DAB $que abren $\widehat{CD}=\widehat{BD}$
    $\angle EBC =\beta=\angle EBA=\angle ECA=\angle ACE$ porque abren $\widehat{EA}=$\widehat{EC}$
    $\angle ACF =\theta =\angle FBC=\angle FBA=\angle AEF=\angle FEB=\angle FBA$
    Tenemos en el cuadrilatero ciclico $EFBC$ que
    $4\alpha + 4\beta + 4\theta=360$ entonces
    $2\alpha + 2\beta + 2\theta=180$
    $\alpha + \beta + \theta=90$
    Llamemos $K$ ala interseccion de $EF$ con $AD$, tenemos al $\trangle{EKA} en donde $\angle EAK = \beta + \alpha$ y $\angle AEK = \theta$ $\therefore$ $\angle AKE=180-(\alpha + \beta + \theta) = (2\alpha + 2\beta + 2\theta)-/\alpha + \beta + \theta)=\alpha + \beta + \theta=90°$ esto se cumple y $Q.E.D$

    ResponderBorrar
  12. Nos fijamos en el cíclico $EFBC$ y en ángulos inscritos.
    Sean los angulos:
    $\angle CAB =2\alpha$ que abren $\widehat{CB}$
    $\angle ABC =2\beta$ que abren $\widehat{AC}$
    $\angle BCA =2\theta$ que abren $\widehat{AB}$
    por angulos inscritos que abren el mismo arco encontramos las siguientes iguadades:
    $\angle CAB =2\alpha =\angle CEB =\angle CFB$
    $\angle ABC =2\beta =\angle AFC =\angle ADC $
    $\angle BCA =2\theta =$\angle BEA =\angle BDA$

    Con base en que son bisectrices encontramos:
    $\angle CAD =\alpha =\angle DAB $ que abren $\widehat{CD} = \widehat{BD}$
    $\angle EBC = \beta= \angle EBA= \angle ECA= \angle ACE$ porque abren $\widehat{EA}$= $\widehat{EC}$
    $\angle ACF = \theta = \angle FBC= \angle FBA= \angle AEF= \angle FEB= \angle FBA$
    Tenemos en el cuadrilatero ciclico $EFBC$ que
    $4\alpha + 4\beta + 4\theta=360$ entonces
    $2\alpha + 2\beta + 2\theta=180$
    $\alpha + \beta + \theta=90$
    Llamemos $K$ ala interseccion de $EF$ con $AD$, tenemos al $\trangle{EKA} en donde $\angle EAK = $ $ \beta $ $+ \alpha$ y $\angle AEK =$ $ \theta$ $\therefore$ $\angle AKE=180$ $-$ $\alpha +$ $ \beta +$ $ \theta$ $= 2\alpha$ $ + 2\beta$ $ + 2\theta$ $-$ $\alpha +$ $ \beta +$ $ \theta$ $=$ $\alpha +$ $ \beta +$ $ \theta$ $=90°$ esto se cumple y $Q.E.D$

    ResponderBorrar
  13. http://www.facebook.com/photo.php?fbid=391682054235928&set=a.384382948299172.87730.100001824112299&type=3&theater

    ResponderBorrar
  14. Comenzamos dando valores a los ángulos divididos por las bisectrices:
    $\angle BAD = \angle CAD = \alpha$
    $\angle CBE = \angle ABE = \beta$
    $\angle ACF = \angle BCF = \theta$
    Ya que esos son los ángulos interiores del $\triangle ABC$ , tenemos que $2\alpha + 2\beta + 2\theta = 180^o$ , y por lo tanto $\alpha + \beta + \theta = 90^o$ .
    Ahora podemos ver como hay algunos angulos angulos que abren el mismo arco:
    $\angle BFC = \angle CEB = \angle BAC = 2\alpha$
    $\angle CDA = \angle AFC = \angle CBA = 2\beta$
    $\angle AEB = \angle BDA = \angle ACB = 2\theta$
    Ahora nos fijamos en los cuadrilateros cíclicos $AFBC$ , $BDCA$ y $CEAB$ , vemos que todos tiene un par de angulos opuestos los cuales les faltan uno a cada uno, los cuales son los siguientes:
    $\angle FBA = \angle FAB = \theta$
    $\angle DCB = \angle DBC = \alpha$
    $\angle EAC = \angle ECA = \beta$
    Llamamos $J$ al punto de intersección de $AD$ y $EF$ .
    Vemos que $\angle FCA$ abre el mismo arco que $\angle FEA$ , $\Rightarrow \angle FEA = \theta$
    Ahora nos fijamos en el $\triangle AJE$
    $\angle AJE = 180^o - (\alpha + \beta + \theta)$
    $\angle AJE = 180^o - 90^o$
    $\angle AJE = 90^o$
    $\therefore AD$ es perpendicular a $EF$ .

    ResponderBorrar
  15. Primero voy a darle los nombres a los angulos
    $\angle BAD=\angle CAD=\alpha$
    $\angle ABE=\angle CBE=\beta$
    $\angle ACF=\angle BCF=\theta$

    Ahora le pondre nombre a 2 puntos que usare. La interseccion de $EF$ y $AC$ se llamara $R$. La interseccion de $AD$ y $EF$ se llamara $S$.

    Como loS 6 juntos forman los angulos internos de $ABC$ suman 180 grados.
    Si lo dividimos entre 2 nos queda $\alpha+\beta+\theta=90^o$

    Ahora nos vamos a fijar en los arcos $AF$ y $EC$.

    Sabemos que $\angle EBC=\theta$ entonces tambien $\angle EAC=\theta$ porque abren el arco $EC$.

    Tambien sabemos que $\angle ACF=\theta$ entonces tambien $\angle AEF=\theta$ porque ambos abren el arco $AF$.

    $\angle EAC+\angle AEF+\angle ARE=180^o=2\alpha+2\beta+2\theta$ porque son los angulos del triangulo $ARE$
    $\beta+\theta+\angle ARE=2\alpha+2\beta+2\theta$
    $\angle ARE=2\alpha+\beta+\theta$

    $\angle ARE+\angle ARS=180^o=2\alpha+2\beta+2\theta$ porque $ES$ es una linea.
    Entonces $\angle ARE+\angle ARS=180^o=2\alpha+2\beta+2\theta$
    $2\alpha+\beta+\theta+\angle ARS=2\alpha+2\beta+2\theta$
    $\angle ARS=\beta+\theta$

    $ARS$ es otro triangulo y sus angulos son:
    $\angle CAD$, $\angle ARS$, y $\angle ASR$

    Sabemos que:
    $\angle CAD+\angle ARS+\angle ASR=2\alpha+2\beta+2\theta$
    $\alpha+\beta+\theta+\angle ASR=2\alpha+2\beta+2\theta$
    $\angle ASR=\alpha+\beta+\theta$
    Por lo tanto $\angle ASR=90^o$ asi que $EF$ es perpendicular con $AD$

    ResponderBorrar
  16. Sea ángulo CAD = ángulo DAB = alfa
    Sea ángulo ABE = ángulo EBC = beta
    Sea ángulo ACF = ángulo FCB = theta
    Por lo tanto 2(alfa)+ 2(beta)+ 2(theta)=180º y alfa + beta + theta = 90º
    Trazamos ED.
    Vemos que ángulo DEB = ángulo DAB = alfa porque ambos abren el arco DB, análogamente ángulo EDA = ángulo EBA = alfa y ángulo FEB = ángulo FCB = theta.
    Sea G la intersección de FE y AD.
    Luego, por suma de ángulos, ángulo FEB + ángulo BED + ángulo EDA + ángulo EGD = alfa + beta + theta + ángulo EGD = 90º + ángulo EGD = 180º, luego ángulo EGD = 90º QED

    ResponderBorrar