Feladat: 831. matematika gyakorlat Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: könnyű
Megoldó(k):  Gagyi-Pálffy György ,  Miklós Antal 
Füzet: 1964/január, 24 - 25. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Paralelogrammák, Rombuszok, Szimmetrikus alakzatok, Gyakorlat, Síkgeometriai bizonyítások
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1963/március: 831. matematika gyakorlat

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

I. megoldás. Legyen a k1, k2, k3, k4 kör középpontja rendre O1, O2, O3, O4, közös sugaruk r. A KO1 és LO3 sugarak párhuzamosak és megegyező irányúak, mert az O2PO1K és O2PO3L r oldalú rombuszokban a közös O2P oldallal szemben fekvő oldalak, így nagyságban is, irányban is megegyeznek O2P-vel. Ezért a KO1O3L négyszög paralelogramma, és a KL szakasz párhuzamos, egyirányú és egyenlő hosszú az O1O3 szakasszal.
Ugyanígy NO1 és MO3 párhuzamosak és megegyező irányúak O4P-vel, NO1O3M paralelogramma, NM párhuzamos, egyirányú és egyenlő hosszú O1O3-mal.
Így pedig KL és NM egymással is párhuzamos, egyező irányú és egyenlő hosszú szakaszok, a KLMN négyszög valóban paralelogramma.
A paralelogramma elfajulhat 2r hosszúságú egyenesszakasszá, ha az O1O3O2O4 és O1O3O4O2 négyszögek valamelyike téglalap. Ugyanis e négyszögek a P körül r sugárral írt körben húrnégyszögek, és a mondott feltétel mellett a K és M, ill. L és N csúcs‐párok egybeesnek a P pontban.

 
 Gagyi‐Pálffy György (Budapest, Bánki D. gépip. t. I. o. t.)
 
 

II. megoldás. Legyen P a KLMN négyszög belső pontja. Ekkor a KP egyenes szétválasztja az L, N pontpárt, másrészt k1-et és k2-t két tükrös ívpárra osztja. L a k2-n, N a k1-en van, így egy tükrös ívpár pontjai, mert az ívek közül azok tartoznak egy párba, amelyek KP különböző oldalán feküsznek. Ezért k2-nek a KLP szög szárai közti íve és k1-nek a KNP szög szárai közti íve egymásnak ugyancsak tükörképei, tehát a KLP és KNP szögek egyenlők, mint egyenlő sugarú körök egyenlő ívein nyugvó kerületi szögek.
Hasonlóan nyerjük a PLM=PNM egyenlőséget, így összeadással KLM=KNM, majd LMN=LKN. A KLMN négyszög paralelogramma, mert mindkét pár szemben fekvő szöge egyenlő.
Hasonlóan bizonyíthatjuk az állítást, ha P kívül fekszik a KLMN négyszögön. (Meg lehet mutatni, hogy ilyenkor P vagy a K, vagy az L, vagy az M, vagy az N csúcsnál levő szög csúcsszögtartományában fekszik.)
 
 Miklós Antal (Szeged, Radnóti M. g. II. o. t.)