Problema 1. 29a Olimpiada Mexicana de Matemáticas

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Sea ABC un triángulo y sea H su ortocentro. Sea PQ un segmento que pasa por H con P en AB, Q en AC y tal que PHB=CHQ. Finalmente en el ciruncírculo del triángulo ABC considera M el punto medio del arco BC que no contiene a A. Muestra que MP=MQ.




Imagen de moises

genial

5
genial
Imagen de José Luis Domínguez

Extendemos la altura BH

Extendemos la altura BH hasta que corte a AC en F y la altura CH hasta que corte a AB en G. Por ser opuestos por el vértice, FHQ=BHP y GHP=CHQ. Por las condiciones del problema, concluimos que FHQ=GHP. Debido a que BF y CG son alturas, HFQ=90°=HGP; por lo que por criterio AA, los triángulos HFQ y HGP son semejantes, lo que implica que FQH=GPH.

Esta igualdad supone que el triangulo QAP es isósceles, con AQ=AP. Además como QAM=CAM=BAM=PAM por abrir la mitad del arco BC y por último, compartir el segmento AM, los triángulos AQM y APM son congruentes por criterio LAL, lo que implica que MP=MQ, que es lo que queríamos demostrar.