Enoncé D1833 (Diophante)
La saga des dichotomies (5ème épisode)
Soit un triangle acutangleABC. Les pointsD,EetF sont respectivement les pieds des hauteurs issues des sommets A,B et C. Une droite passant par D parallèle àEF rencontreAC au point Q et la droiteAB au point R. Les droites BC et EF se rencontrent au point P. Démontrer que le cercle circonscrit au triangle P QR passe par le milieuM de BC.
Solution de Jean Moreau de Saint-Martin
Le rapport cosA =AE/AB = AF/AC montre que les triangles AEF et ABCsont semblables à retournement près. D’où (CA, CB) = (F E, F A) = (F P, F B). De même pour le triangle BDF où (CA, CB) = (F B, F D).
Ainsi F B est bissectrice de l’angle P F D, F C étant l’autre bissectrice ; la division (P, D, B, C) est harmonique, ce qui entraîne classiquement DP.DM =DB.DC.
Le parallélisme QR//EF entraîne (RQ, RB) = (F E, F A) = (CQ, CB), montrant queB, C, Q, R sont cocycliques etDQ.DR=DB.DC.
FinalementDQ.DR=DP.DM entraîne queM, P, Q, R sont cocycliques, CQFD.