В равнобедренном прямоугольном треугольнике ABC на гипотенузе BC отмечена точка D такая, что отрезок AD перпендикулярен медиане CN. Докажите, что ∠ANC=∠BND.

Давайте рассмотрим данный геометрический факт с пошаговым решением:

Шаг 1: Нарисуем равнобедренный прямоугольный треугольник ABC со сторонами AB, AC и BC, где AB = AC. Обозначим точку, где медиана CN пересекает гипотенузу BC, как точку E.

Шаг 2: Так как треугольник ABC является равнобедренным, у него две равные стороны – AB и AC. Следовательно, углы ∠BAC и ∠CAB равны.

Шаг 3: Поскольку треугольник ABC – прямоугольный, у него один прямой угол в вершине C. То есть ∠CAB = 90°.

Шаг 4: Рассмотрим медиану CN. Медиана проходит через вершину C и середину гипотенузы BC, которую мы обозначим как точку F. Так как точка D лежит на продолжении отрезка AD, который перпендикулярен медиане CN, значит, точка F является серединой отрезка AD. То есть отрезок AF = FD.

Шаг 5: Продлим отрезок CN дальше точки N до точки G таким образом, что NG = GC. Теперь мы имеем отрезок AG, который соединяет точку A с точкой G.

Шаг 6: Рассмотрим треугольники AFG и DNF. У них равны две стороны, поскольку AG = DN (так как AF + FD = AG, но AF = DN), и у них одинаковые углы ∠AFG = ∠DFN = 90° (поскольку AD перпендикулярно CN).

Шаг 7: Поскольку две стороны и один угол равны в треугольниках AFG и DNF, то по теореме об угле-угле (УУТ) эти два треугольника равны. А это значит, что ∠NGF = ∠GAF.

Шаг 8: Так как треугольник ABC равнобедренный, у него все углы равны. Исходя из этого, ∠CAB = ∠BCA.

Шаг 9: Поскольку ∠CAB = ∠BCA и ∠CAB + ∠ANC = 180° (сумма углов треугольника), значит, ∠ANC = ∠BCA.

Шаг 10: Вспомним, что мы доказали на шаге 7, что ∠NGF = ∠GAF. Но так как ∠GAF = ∠ANC (по шагу 9), то ∠NGF = ∠ANC.

Шаг 11: Исходя из шага 4, где у нас была равеность отрезков AF и FD, мы можем сделать вывод, что точки F и G – это одна и та же точка, так как NG = GC и NC – это медиана, которая делит отрезок BC пополам.

Шаг 12: Так как F и G – это одна и та же точка, то ∠NGF = ∠NDF.

Шаг 13: Исходя из шагов 10 и 12, у нас есть ∠ANC = ∠NGF и ∠NGF = ∠NDF. Значит, ∠ANC = ∠NDF.

Шаг 14: Поскольку у нас есть равенство углов ∠ANC = ∠NDF, то по теореме о равных углах (главная часть) ∠ANC = ∠BND.

Таким образом, мы доказали, что ∠ANC = ∠BND в равнобедренном прямоугольном треугольнике ABC, где отрезок AD перпендикулярен медиане CN.