Как это часто бывает, мне опять не повезло. Я был в двухсуточном "бане", когда появилась эта задача. Я её решил, но из-за "бана" не мог предоставить своё решение. И вот, за 6 часов до окончания моей "отсидки" своё решение предоставил Vasil Stryzhak. Но всё же, я думаю будет справедливо, если я тоже приведу свой вариант решения, хотя он по сути совпадает с решением Vasil Stryzhak .
Прежде всего, насчёт фразы автора задачи "Извините, забыл добавить. Все три отрезка находятся строго ВНУТРИ треугольника", он совершенно лишняя, так как того факта, что "в треугольнике медиана, высота и биссектриса, выходящие из одного угла, делят этот угол на 4 равные части" вполне достаточно. Если бы высота совпадала с одной из сторон треугольника, или, тем более, находилась за его пределами, то она не могла бы принимать участие в делении угла.
Теперь само решение.
Рассмотрим равнобедренный треугольник САЕ с основанием СЕ и подлежащим делению неравным другим, углом САЕ (А). Проведём в нём высоту АН, она же является и биссектрисой (назовём её АВ) и медианой (назовём её АМ). Теперь "оттянем" вершину Е правее. Тогда линии АН, АВ и АМ разойдутся. Теперь угол САЕ разбит на 4 равных угла (слева направо: САН, НАВ, ВАМ МАЕ). Обозначим длину высоты АН буквой h, а каждый из углов САН, НАВ, ВАМ МАЕ обозначим х.
Рассматривая получившиеся прямоугольные треугольники, выразим длины соответствующих катетов через h и х. СН=h*tg(x), НВ=h*tg(x), НМ=h*tg(2x), НЕ=h*tg(3x).
Поскольку АМ медиана, то СМ=МЕ.
СМ=СН+НМ=h*tg(x)+ h*tg(2x)=h*( tg(x)+ tg(2x)).
МЕ= НЕ-НМ= h*tg(3x)- h*tg(2x)=h*( tg(3x)-tg(2x)).
Итак, h*( tg(x)+ tg(2x))= h*( tg(3x)-tg(2x)).
Или tg(3x)-tg(x)= 2*tg(2x).
Далее: tg(2x)= tg(3x-х)= (tg(3x)-tg(х))/(1+tg(3x)*tg(х)).
tg(3x)-tg(x)= 2*(tg(3x)-tg(х))/(1+tg(3x)*tg(х)).
Сокращаем на (tg(3x)-tg(x)), остаётся: 1=2/(1+tg(3x)*tg(х)).
Далее: 1+tg(3x)*tg(х)=2, далее tg(x)*tg(3х)=1.
Подставляем вместо tg(3x) его выражение через tg(x), получаем:
tg(x)*(3tg(x)-tg^3(x))/(1-3tg^2(x))=1.
После очевидных преобразований получаем биквадратное относительно tg(x) уравнение:
tg^4(x)-6*tg^2(x)+1=0. Оно имеет 4 решения. Отрицательные очевидно не подходят. Остаётся два решения: tg(x)=√(3-√8) и tg(x)=√(3+√8). Значит наш искомый угол равен либо arctg(√(3-√8)), либо arctg(√(3+√8)). arctg(√(3-√8))= 0,3927 радиан или 22,5°. arctg(√(3+√8))= 1,178097 радиан или 67,5°. Очевидно, что последнее значение не подходит. Итак угол (х) равен 22,5° или Пи/8 радиан.
Итак наш треугольник прямоугольный, с острыми углами 22,5° и 67,5° .
Построить конкретно этот треугольник несложно. Все знают, что вписанныы в окружность прямой угол опирается на диаметр. Чертим окружность. Проводим в ней диаметр. Поскольку один острый угол в 3 раза больше другого, то и дуги, на которые они опираются, должны быть одна в три раза больше другой. Как делить дугу пополам (а потом ещё пополам) наверное всем известно, и не требует пояснений.
В самом начале вопрос сформулирован так: "Как построить треугольник по медиане, высоте и биссектрисе?" В общем случае (при произвольных значениях медианы, высоты и биссектрисы) задача не имеет решения.
А вторая задача "Как найти треугольник, у которого медиана совпадает с биссектрисой, но НЕ совпадает с высотой?" вообще не имеет решения. Медиана делит сторону, к которой она проведена, на равные отрезки. Если эта же линия, является и биссектрисой, то по свойству биссектрисы, стороны треугольника, между которыми проведена биссектриса, должны быть равны, т.е. треугольник должен быть равнобедренным. Значит медиана (биссектриса) обязана быть и высотой.