Ответ:

Построение треугольника ABC

  1. Построим отрезок AC = 8 см.
  2. С помощью циркуля построим серединный перпендикуляр к отрезку AC: из точек A и C одинаковым радиусом, большим 4 см, проведём дуги, пересекающиеся по обе стороны отрезка. Соединим точки пересечения дуг. Полученная прямая пересекает AC в точке M, причём AM = MC = 4 см.
  3. На серединном перпендикуляре отложим от точки M отрезок MB = 6 см и получим вершину B.
  4. Соединим точки B и A, B и C. Получен равнобедренный треугольник ABC с основанием AC.

Так как AM = MC = 4 см и MB = 6 см, длина боковой стороны определяется по теореме Пифагора:

\(AB=BC=\sqrt{4^2+6^2}=\sqrt{52}=2\sqrt{13}\text{ см}\).

Доказательство свойства «Точки силы»

Точка B лежит на серединном перпендикуляре к AC. Поэтому она равноудалена от концов отрезка AC: \(AB=BC\). В треугольниках ABM и CBM:

  • \(AB=BC\);
  • \(AM=MC\);
  • отрезок BM — общий.

Следовательно, треугольники ABM и CBM равны по трём сторонам. Поэтому \(AM=MC\), то есть точка M является серединой основания AC. Значит, высота BM одновременно является медианой. Кроме того, из равенства треугольников следует равенство углов ABM и MBC, поэтому BM является также биссектрисой угла B.

Построение вписанной окружности

  1. Построим биссектрису угла A.
  2. Построим биссектрису угла B. Их пересечение обозначим I. Это инцентр треугольника.
  3. Из точки I опустим перпендикуляр к стороне AC; основание перпендикуляра обозначим D.
  4. С центром I и радиусом ID проведём окружность. Она касается всех трёх сторон треугольника, поэтому является вписанной.

В данном треугольнике точка I лежит на оси симметрии BM. Радиус вписанной окружности равен

\(r=\frac{S}{p}=\frac{24}{4+2\sqrt{13}}=\frac{4}{3}(\sqrt{13}-2)\text{ см}\),

поскольку площадь \(S=\frac{1}{2}\cdot8\cdot6=24\text{ см}^2\), а полупериметр \(p=4+2\sqrt{13}\text{ см}\).

ABCMI8 см6 смвписанная окружность

На схеме показаны основание AC, высота и медиана BM, инцентр I и вписанная окружность. Продолжение пункта 2 на фотографии обрезано, поэтому его дополнительное требование невозможно восстановить точно.

Ответ: построен равнобедренный треугольник с AC = 8 см и BM = 6 см; высота BM является медианой и биссектрисой; построена вписанная окружность с центром I.