Feladat: 557. matematika gyakorlat Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Fritz József ,  Náray Szabó Gábor 
Füzet: 1959/november, 136 - 137. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Középpontos tükrözés, Egyéb sokszögek geometriája, Gyakorlat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1959/március: 557. matematika gyakorlat

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

I. megoldás: Legyen az A1A2A3... A2n-1A2n sokszög A1A2, A2A3, ..., A2k-1A2k, A2kA2k+1, ..., A2n-1A2n, A2nA1 oldalának felezőpontja rendre F1, F2, ..., F2k-1, F2k, ..., F2n-1, F2n, és tekintsük ezeket F2n kivételével adottnak. A1 tükörképe F1-re A2, A2 tükörképe F2-re A3, ... A2k-1 tükörképe F2k-1-re A2k, A2kF2k-ra A2k+1, ..., A2n tükörképe F2n-re A1. Hasonló, de eggyel kevesebb tagú tükrözési sorozatot A1 helyett egy tőle különböző P1 kiindulópontból végrehajtva legyen P1 képe F1-re P2, P2 képe F2-re P3, ..., P2k-1 képe F2k-1-re P2k, P2k képe F2k-ra P2k+1, ..., P2n-1 képe F2n-1-re P2n. Ekkor ‐ az irányítást is tekintve ‐ az A1P1, P2A2, A3P3, ..., A2k-1 P2k-1, P2kA2k, ... P2nA2n szakaszok szomszédos páronként párhuzamosak és egyenlők és ezért valamennyien is párhuzamosak és egyenlők. Ezért e sorozat utolsó és első P2nA2n és A1P1 szakaszának négy végpontja a P2nA2nP1A1 paralelogrammát alkotja. Ebben az A2nA1 átló felezőpontja F2n, és így ez a felezőpontja a P2nP1 átlónak is.
Eszerint az adott F1, ..., F2n-1 felezőpontokból egy tetszés szerinti P1 pont felhasználásával valóban megszerkeszthetjük F2n-et. A meghatározás egyértelmű, hiszen a különböző A1, P1 pontokból kiindulva ugyanazon F2n-hez jutunk. Egyben látjuk, hogy az A1A2...A2n sokszög csúcsai nem határozhatók meg az adatokból, hiszen a P1P2...P2n 2n-szög oldalainak felezőpontjai ugyanezek a pontok.

 

Fritz József (Mosonmagyaróvár, Kossuth L. g. II. o. t.)

 
 

II. megoldás: n=2-re, a négyszögre az állítás helyessége következik abból a közismert tényből, hogy a négy felezőpont paralelogrammát alkot, így bármely hármuk és a sorrendjük meghatározza a negyediket. Tekintsük a felezőpontokat F1 kivételével. Ekkor F2n, F2n-1, F2n-2, mint az A1A2nA2n-1A2n-2 négyszög három egymás utáni oldalának felezőpontja, meghatározza az A1A2n-2 oldal (ill. a 2n-szögben átló) G2n-2 felezőpontját. Így a 2n-2 oldalú A1A2A3...A2n-2 sokszögben az első kivételével ismerjük az oldalak F2, F3, ..., F2n-3, G2n-2 felezőpontját. Hasonlóan a G2n-2 F2n-3 F2n-4 háromszöget paralelogrammává kiegészítő G2n-4 az A1A2n-2A2n-3 A2n-4 négyszög A1A2n-4 oldalának, az eredeti 2n-szög A1A2n-4 átlójának felezőpontja. Így lépésről lépésre 2-vel kevesebb oldalú sokszög áll előttünk, végül az A1A4A3A2 négyszög G4, F3, F2 felezőpontjaiból megszerkesztjük az A1A2 oldal (keresett) G2, azaz F1 felezőpontját. A szerkesztések mindenütt egyértelműek.
 

Náray Szabó Gábor (Budapest, József A. g. II. o. t.)