D1824. K,L,M en bonne compagnie **
Soient un triangle acutangle ABC et son cercle circonscrit (Γ). La bissectrice de l'angle BAC coupe le côté BC au point A1 et l'arc BC qui ne contient pas A au point M. La droite perpendiculaire au côté AC passant par A1 coupe l'arc AC qui ne contient pas B au point K.
La perpendiculaire à BK passant par A coupe le côté BC au point L.
Démontrer que les points K,L et M sont alignés.
Proposition de solution (Olivier et Thérèse Eveilleau)
Les angles et ont leurs côtés deux à deux perpendiculaires et sont donc égaux.
= (***)
Soit (C2) le cercle circonscrit aux 4 points A, P, Q et K.
Soit (C1) le cercle circonscrit aux 3 points A, B et C.
Dans (C1) la puissance du point I donne : IA*IC=IB*IK Dans (C2) la puissance du point I donne : IP*IK=IA*IQ
En multipliant membre à membre ces deux équations, on obtient : IC*IP =IB*IQ donc IP/IB =IQ/IC
On en déduit avec la réciproque du théorème de Thalès que (PQ)//(BC).
Avec (PQ)//(A1L), le théorème de Thalès donne JQ/JA1 =JP/JL soit JQ*JL=JP* JA1 (*)
Dans le cercle (C2), nous avons la puissance de J : JP*JA =JQ*JK (**)
(*) et (**) donnent J en multipliant membre à membre et en simplifiant : JL*JA=JA1*JK Il s’ensuit : JL/JK =J A1/JA
On en déduit que les triangles LJK et AJA1 sont semblables car ils aussi un angle égal (angles opposés par le sommet en J).
Nous avons ainsi dans ces deux triangles semblables, l’égalité des angles en K : =
rappelons (***) : =
En ajoutant membre à membre ces deux dernières équations nous déduisons l’égalité : =
Comme (AA1) est bissectrice de l’angle , cette dernière relation donne aussi : = soit
=
Ces deux angles égaux inscrits dans le cercle (C1) interceptent donc le même arc (BM).
Cela signifie que les points K, L et M sont alignés.