Problema 118.- Cuatro puntos alineados

137.- Si en un triángulo cualesquiera ABC se trazan las bisectrices exteriores e interiores de los ángulos B y C, y luego se bajan desde el vértice A del triángulo las perpendiculares AF y AG a las exteriores y AE y AD a las interiores, demuéstrese que si unimos F con G, la recta resultante pasará por los puntos E y D.

Bruño (1963): Geometría. Curso superior. Solucionario. Editorial Bruño. Madrid.

Solución de F. Damián Aranda Ballesteros

             Como quiera que por construcción, AF y AD  son perpendiculares a BF y BD, respectivamente, y por otro lado, BF y BD son perpendiculares entre sí, por tratarse de las dos bisectrices del mismo ángulo en B, una exterior y la otra interior, resultará que la figura ADBF será un rectángulo con una de sus diagonales, el lado c = AB. Por ello, J, punto medio del lado AB, será el centro de la circunferencia circunscrita al rectángulo ADBF y así el ángulo <AFD será igual al ángulo <ABD =<IBC=<1/2×B. Así tenemos que la recta FD, diagonal del rectángulo ADBF, será paralela al lado BC por J, punto medio del lado AB. En resumen, la recta DF será la paralela media al lado BC en el triángulo ABC inicial.
            Razonando de similar manera con la otra figura AGCE concluiremos que su diagonal GE es paralela al lado BC por K, punto medio del lado AC. En definitiva, ambas rectas son la misma recta, la paralela media al lado BC en el triángulo ABC inicial. Así, de este modo, hemos probado que los puntos D, E, F y G están alineados.