На сторонах AB, BC, CD, AD квадрата ABCD отмечены соответственно точки P ,M, E и K так, что AP=BM=CE=DK=4 cм, угол BMP=60 градусов. Чему равен периметр четырехугольника PMEK? *

Пусть х и у - длины смежных сторон искомого прямоугольника. Обозначим d - его диагональ, p - полупериметр. Тогда x+y=p и x²+y²=d². Т.е. х и у - абсцисса и ордината точки пересечения прямой и окружности, заданных этими уравнениями. Поэтому процесс построения выглядит так:
1) Строим прямой угол с вершиной О (он задает оси декартовой системы координат).
2) Строим окружность с центром в О и радиуса d (ее уравнение x²+y²=d²).
3) На сторонах прямого угла отмечаем точки A и B на расстоянии p от точки О  и проводим прямую AB (уравнение этой прямой x+y=p. Заметим также, что ∠OAB=45°).  Пусть C - какая-нибудь точка пересечения этой прямой с окружностью.
4) Опускаем перепендикуляр CD на ОА, и перпендикуляр CE на OB. Тогда прямоугольник OECD - искомый.
Действительно, его диагональ OC равна радиусу окружности, т.е.равна d. Его полупериметр равен EC+CD=OD+DA=OA=p, т.к. CD=DA, поскольку ∠OAB=45°.

Точки касания вписанной в квадрат окружности делят сторону квадрата пополам. Найдем АЕ по Пифагору. АЕ=√(a²+a²/4) = a√5/2.
Свойство касательной и секущей, проведенной из одной точки к окружности:
"Если из внешней точки к окружности проведены касательная и секущая, то квадрат отрезка касательной от данной точки до точки касания равен произведению длин отрезков секущей от данной точки до точек её пересечения с окружностью". В нашем случае: АР²=АЕ*АК или
(a²/4)=(a√5/2)*АК, отсюда АК=а/(2√5)=а√5/10.
КЕ=АЕ-АК=a√5/2 - а√5/10 = 4а√5/10 = 0,4√5*а.