Question

El triángulo $ABC$ tiene $AB=13,$ $BC=14,$ y $AC=15.$ Los puntos $D,$ $E,$ y $F$ son los puntos medios de $AB,$ $BC,$ y $AC$ respectivamente. Sea $X\ne E$ la intersección de las circunferencias circunscritas de $\triangle BDE$ y $\triangle CEF.$ ¿Cuánto vale $XA+XB+XC$ ?

Triangle $ABC$ has $AB=13,$ $BC=14,$ and $AC=15.$ The points $D,$ $E,$ and $F$ are the midpoints of $AB,$ $BC,$ and $AC$ respectively. Let $X\ne E$ be the intersection of the circumcircles of $\triangle BDE$ and $\triangle CEF.$ What is $XA+XB+XC?$

$24$

$14\sqrt{3}$

$\dfrac{195}{8}$

$\dfrac{129\sqrt{7}}{14}$

$\dfrac{69\sqrt{2}}{4}$

Respuesta: C

Conceptos:circunferencia circunscrita, circuncentro y circunradio ángulo inscrito Fórmula de Herón

Nivel de dificultad: 2220

Solución:

Como $DE\parallel AC$ y $EF\parallel AB,$ obtenemos $\angle BDE=\angle BAC=\angle EFC.$ Por el teorema del ángulo inscrito, $\angle BXE=\angle BDE$ y $\angle EXC=\angle EFC,$ de modo que $\angle BXE=\angle EXC.$ Junto con $BE=EC,$ esto obliga a que $XB=XC.$

Además, $\angle BXC=2\angle BAC.$ La fórmula de la cuerda en $\triangle BXC$ da $BC=2XB\sin(\angle BAC),$ mientras que la misma fórmula en $\triangle ABC$ da $BC=2R\sin(\angle BAC).$ Por tanto, $XB=XC=R.$ El punto de este lado de $BC$ que está a distancia $R$ de $B$ y de $C$ es el circuncentro de $\triangle ABC,$ así que $XA=XB=XC=R.$

El área del triángulo $13$ - $14$ - $15$ es $84$ por la fórmula de Herón, por lo que $R=\dfrac{13\cdot14\cdot15}{4\cdot84}=\dfrac{65}{8},$ y $XA+XB+XC=3R=\dfrac{195}{8}.$

Por lo tanto, la respuesta correcta es C.

Since $DE\parallel AC$ and $EF\parallel AB,$ we get $\angle BDE=\angle BAC=\angle EFC.$ By the Inscribed Angle Theorem, $\angle BXE=\angle BDE$ and $\angle EXC=\angle EFC,$ so $\angle BXE=\angle EXC.$ With $BE=EC,$ this forces $XB=XC.$

Also $\angle BXC=2\angle BAC.$ The chord formula in $\triangle BXC$ gives $BC=2XB\sin(\angle BAC),$ while the same formula in $\triangle ABC$ gives $BC=2R\sin(\angle BAC).$ Thus $XB=XC=R.$ The point at distance $R$ from both $B$ and $C$ on this side of $BC$ is the circumcenter of $\triangle ABC,$ so $XA=XB=XC=R.$

The area of the $13$ - $14$ - $15$ triangle is $84$ by Heron's formula, so $R=\dfrac{13\cdot14\cdot15}{4\cdot84}=\dfrac{65}{8},$ and $XA+XB+XC=3R=\dfrac{195}{8}.$

Thus, the correct answer is C.

2011 AMC 12B Problema 20

Respuesta: C

Nivel de dificultad: 2220

Solución:

El Problema 20 en otros años