Problema 246 de triánguloscabri

Sea ABC un triángulo equilatero y Q su circunferencia inscrita. Sean D y E puntos de los lados AB y AC, respectivamente, tales que DE es tangente a Q por el arco más cercano a A. La intersección de BE y CD es U; se prolonga AU hasta cortar a BC en R. Demostrar que U es punto medio de AR.

Propuesto por Luis Ramos Castilla.

Solución de Francisco Javier García Capitán

Sean M y N los puntos medios de los lados AB y AC, respectivamente. Al ser MN paralela a BC, que U sea el punto medio de AR equivale a decir que U está pertenece al segmento MN. Así que...

... supongamos el problema resuelto:

Que U está en MN equivale a decir que U es el centro de una proyección de la recta AB sobre la recta AC en la que A, B, D, M se proyectan sobre A, E, C, N. Como las proyecciones, caso particular de las proyectividades, conservan las razones dobles, será

(ABDM) = (AECN)

Entonces

El problema estará resuelto si comprobamos que las longitudes x e y cumplen esta última igualdad.

Pero ello es inmediato si aplicamos el teorema del coseno al triángulo ADE: