Feladat: 257. matematika gyakorlat Korcsoport: 14-15 Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Andrényi T. ,  B. Nagy O. ,  Bácsy E. ,  Bartók K. ,  Behringer T. ,  Csapody M. ,  Farkas L. ,  Farkas Marianna ,  Ferenczi Júlia ,  Fogarassy M. ,  Frivaldszky S. ,  Gelencsér L. ,  Grell M. ,  Hank Zs. ,  Jäger L. ,  Király Endre ,  Kismarty L. ,  Kluge Gy. ,  Konrády A. ,  Kovács L. ,  Kozma T. ,  Maczkó M. ,  Makkai M. ,  Paczolai Yvette ,  Pakucs J. ,  Parlagh Gy. ,  Rácz M. ,  Radács F. ,  Rockenbauer A. ,  Ruff I. ,  Ruppenthal P. ,  Soós T. ,  Stáhl J. ,  Strausz P. ,  Szebeni A. ,  Teőke Zsuzsa ,  Urbán J. ,  Vámos A. ,  Veér A. ,  Zaránd Pál ,  Zaránd Péter ,  Zichy A. 
Füzet: 1955/november, 111 - 112. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Diszkusszió, Háromszögek szerkesztése, Gyakorlat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1955/február: 257. matematika gyakorlat

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

I. megoldás: A keresett háromszög c oldala az adott M1 és M2 pontokból derékszög alatt látszik, tehát M1 és M2 a c oldal, mint átmérő fölé rajzolt Thales-körön van. E Thales-kör középpontja M1 és M2-től egyenlő távolságra van, tehát az M1M2 szakaszt merőlegesen felező egyenes metszi ki a c egyenesből a Thales-kör F középpontját (1. ábra).

 
 
1. ábra
 

Az FM1=FM2 sugarú Thales-kör metszi a c egyenest az A=B* és B=A* pontokban. E jelölésnek megfelelően két megoldást nyerünk: az ABC és A*B*C* háromszögeket.
Okoskodásunkban sehol sem használtuk fel azt a körülményt, hogy M1,M2 a c egyenes ugyanazon vagy különböző oldalára esik, tehát szerkesztésünk mind a két esetben alkalmazható, és ‐ mint láttuk ‐ általában 2 megoldást ad.
Ha M1 és M2 a c oldal ugyanazon oldalára esik, akkor az egyik megoldás hegyesszögű a másik olyan tompaszögű háromszög, amelyben c a legnagyobb oldal. Ha M1 és M2 a c egyenes által el vannak választva, akkor mindkét megoldás tompaszögű és c egyikben sem a legnagyobb oldal. A feladatnak nincs megoldása, ha M1M2c, mert ez esetben M1M2 felező merőleges és c párhuzamosak. Nincs megoldás akkor sem, ha az M1 és M2 pontok a c egyenes két különböző oldalán, de c-től egyenlő távolságra vannak, mert ez esetben AM1BM2 és A*M1B*M2. Ha az előbbi két eset egyszerre következik be, vagyis M1 és M2 a c-re, mint tengelyre, tükröshelyzetű, akkor az F pont a c bármelyik pontja lehet. Ez esetben tehát végtelen sok meóoldás van.
 

Király Endre (Nagykőrös, Arany János g. II. o. t.)

 

II. megoldás: Feladatunkat megoldottuk, ha megszerkesztettük M1M2M3, talpponti háromszöget, vagyis a még hiányzó M3 pontot a c egyenesen. Ismeretes, hogy a magasságvonalak felezik a talpponti háromszög szögeit. Tehát, ha M2-nek c-re vonatkozó M2 tükörképét összekötjük M1-gyel, ez az összekötő egyenes metszi ki c-ből az M3 pontot (1. es 2. ábra).
 
 
2. ábra
 

Az M1M2M3 talpponti háromszögnek M1- és M2-ből kiinduló (belső és külső) szögfelezői metszik ki a c egyenesből az A=B* és B=A* pontokat, míg az egymással való metszéspontok szolgáltatják C, illetőleg C* pontokat. Könnyű belátni, hogy C, ill. C* az A*B*C* ill. ABC magasságpontja, és mint ilyen szükségképpen rajta van az M3-ban a c-re emelt merőlegesen.
 

Megjegyzés: Az A(B*), B(A*), C(M*) és C*(M) pontok az M1M2M3 talpponti háromszögbe írt és hozzáírt köreinek középpontja.
Tanulságos a I. megoldásban végzett taglalást a II. megoldásban ‐ a talpponti háromszöggel kapcsolatban ‐ is elvégezni, de ezt már az olvasóra bízzuk.