Это же точка Ферма. У неё очевидное свойство, такое: отрезки, идущие к вершинам, между собой имеют равные углы (по 120 градусов) если все углы треугольника меньше чем 120 градусов. Очевидность следует из "механичеккого" подхода, когда мы сверлим в вершинах треугольника дырки, привязываем равные грузы и...

(картинка из Википедии про точку Ферма).
Ну а дальше я пошёл рабоче-крестьянским путём. Обозначим стороны треугольника как

и по теореме Пифагора запишем, что

а по теореме косинусов запишем что

и так для каждой стороны.
Ну и всё. Дальше алгебра, всё получается.