В окружности X проведены хорда AB и вторая окружность E, которая касается хорды AB и окружности X в точках C и D . Докажите, что прямая CD содержит середину одной из дуг окружности X с концами A, B.
Обозначим центр малой окружности через . Если окружность касается хорды, то по свойствам касательной радиус окружности перпендикулярен хорде в этой точке: .
Если отрезок перпендикулярен хорде, то при их пересечении он делит хорду пополам (это теорема, которую изучают в школе). Значит, точка — середина хорды . Треугольник равнобедренный (поскольку отрезки и равны как радиусы). Значит, медиана является также и высотой. Получим, что . Учитывая предыдущее равенство, получим, что . Это значит, что точки и лежат на одной прямой. Тогда на той же прямой лежит точка касания (ведь по условию она диаметрально противополож
См. рисунок.
Обозначим центр малой окружности через
. Если окружность касается хорды, то по свойствам касательной радиус окружности перпендикулярен хорде в этой точке: 
.
Если отрезок перпендикулярен хорде, то при их пересечении он делит хорду пополам (это теорема, которую изучают в школе). Значит, точка
— середина хорды 
. Треугольник 
равнобедренный (поскольку отрезки 
и 
равны как радиусы). Значит, медиана 
является также и высотой. Получим, что 
. Учитывая предыдущее равенство, получим, что 
. Это значит, что точки 
и 
лежат на одной прямой. Тогда на той же прямой лежит точка касания 
(ведь по условию она диаметрально противополож