Feladat: 1256. matematika gyakorlat Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Sashegyi László 
Füzet: 1969/november, 147. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Tengely körüli forgatás, Szerkesztések a térben, Térgeometriai bizonyítások, Tetraéderek, Gyakorlat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1969/április: 1256. matematika gyakorlat

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

Legyen A (merőleges) vetülete e-n az E pont, B-é pedig F, így a feltevés szerint AE=BF. C-ről azt is mondhatjuk, hogy A-nak E-re vonatkozó tükörképe, így E felezi AC-t, hasonlóan F felezi BD-t, tehát

AC=2AE=2BF=BD,
jelöljük közös hosszukat r-rel.
 
 

Azt is mondhatjuk, hogy az e körüli, 180-os forgatás A-t és C-t, valamint B-t és D-t páronként egymásba viszi át, ez pedig azt jelenti, hogy az AB szakaszt CD-be, AD-t pedig CB-be viszi, tehát AB=CD=t, AD=CB=s. Így pedig az ABC, ABD, ACD, BCD háromszögek mindegyikében egy-egy oldal hossza r, s, ill. t, tehát a háromszögek egybevágók, amint a feladat állítja.
Felhasználtuk, hogy A, B, C, D egymástól különböző pontok. Valóban A nem lehet rajta e-n, így E-től és C-től különböző, hiszen az ellentétes esetben A és e nem határozná meg a feladatban szereplő S síkot. B viszont azért nincs rajta e-n, mert különben benne volna S-ben; így B, F, D különböző pontok, és D sincs benne S-ben, különben B is benne volna. De pl. C is különböző B-től is, D-től is, hiszen C az S-ben van.
Meggondolásunk akkor is érvényes, ha F azonos E-vel; ekkor azonban a tetraéder elfajul, a 4 pont az A-n átmenő, e-re merőleges síkban van és egy téglalap csúcsait adja, mert átlói felezik egymást és egyenlők. Ez a helyzet már az adatokból felismerhető, ekkor ugyanis az AB egyenes merőleges e-re.
Sashegyi László (Tatabánya, Árpád Gimn., II. o. t.)
 

Megjegyzés. Sokan vetületekben szemlélték a térbeli alakzatot. Az e-re merőlegesen álló síkokon a tetraéder éleinek vetülete egy téglalap és ennek két átlója. Azonban további síkok figyelembevétele és a tetraédernek egy téglatestbe való belefoglalása csak bonyolítja a helyzetet és ‐ mint láttuk ‐ mellőzhető.