В треугольнике ABC угол C в 2 раза больше угла B, CD — биссектриса. Из середины M стороны BC опущен перпендикуляр MH на отрезок CD. На стороне AB нашлась такая точка K, что KMH — равносторонний треугольник. Докажите, что точки M, H и A лежат на одной прямой.

     Для начала рассмотрим треугольники BKM и CHM. В этих треугольниках MК = MН, и, из условий задачи, ∠HCM = ∠MBK. Также известно, что треугольник MHC прямоугольный, а в треугольнике KMH, как равностороннем, все углы равны между собой и составляют 60°.    Тогда, учитывая то, что в рассматриваемых треугольниках BKM и CHM нет тупых углов, можно сделать вывод о том, что они равны между собой. Следовательно, BK = CH и ∠BKM = ∠АКM = ∠CHM = 90°.    Далее, в прямоугольных треугольниках BKM и CHM сумма углов при вершине M равна (180° – ∠HMK) = 180° – 60° = 120°, откуда получаем, что ∠DCM = ∠DBM = 30°. Поэтому в треугольнике ABC - ∠ACB = 60°, ∠ABC = 30° и ∠BAC = 90°.    И тогда очевидно, что треугольник ACM — равносторонний, и потому CD перпендикулярна AM, а, следовательно, точки M, H и A лежат на одной прямой.