Для доказательства того, что треугольник MNK равносторонний, нужно доказать, что все его стороны равны.
1. Поскольку ΔABC равносторонний, то AB = BC = CA и ∠A = ∠B = ∠C = 60°.
2. Выразим AM, BN и CK через стороны ΔABC. Пусть AB = BC = CA = a, тогда:
* MB = 2AM ⇒ AM = AB/3 = a/3
* NC = 2BN ⇒ BN = BC/3 = a/3
* AK = 2KC ⇒ KC = AC/3 = a/3
3. Теперь рассмотрим отрезки MB, NC и AK:
* MB = AB - AM = a - a/3 = 2a/3
* NC = BC - BN = a - a/3 = 2a/3
* AK = AC - KC = a - a/3 = 2a/3
4. Рассмотрим треугольники ΔAMK, ΔBMN и ΔCNK. У них:
* AM = BN = CK = a/3
* AK = BM = CN = 2a/3
* ∠A = ∠B = ∠C = 60°
Следовательно, ΔAMK = ΔBMN = ΔCNK по двум сторонам и углу между ними.
5. Из равенства треугольников следует, что MK = MN = NK. Это означает, что ΔMNK равносторонний.
Что и требовалось доказать.