Feladat: 1291. matematika gyakorlat Korcsoport: 14-15 Nehézségi fok: átlagos
Füzet: 1970/szeptember, 26 - 27. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Függvényvizsgálat, Pont körüli forgatás, Körülírt kör, Hossz, kerület, Síkbeli ponthalmazok távolsága, Síkgeometriai számítások trigonometria nélkül háromszögekben, Síkbeli szimmetrikus alakzatok, Gyakorlat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1970/január: 1291. matematika gyakorlat

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

Az adott kifejezés értéke az ABC háromszög csúcsaiban rendre 0, 0, 2AC. Tegyük fel a továbbiakban, hogy P a háromszög csúcsaitól különböző pont. Forgassuk el a BP szakaszt A körül úgy, hogy B a C-be jusson, legyen P új helyzete P', eszerint BP=CP'. Az elforgatás szöge 60, ezért APP' szabályos háromszög, és így AP=P'P. Függvényünk értéke így kifejezhető a C, P, P' pontok közti szakaszokkal: AP+BP-CP=P'P+CP'-CP.
Ha ez a három pont nincs egy egyenesen, akkor a háromszög‐egyenlőtlenség miatt a függvény értéke pozitív. Akkor is pozitív a függvény értéke, ha a pontok egy egyenesen vannak, de P' nincs a CP szakaszon, hiszen ekkor vagy a P'P, vagy a CP' szakasz tartalmazza a CP szakaszt. Ha pedig P' a CP szakaszon van, akkor a függvény értéke 0. A függvény minimuma (figyelembe véve a csúcsokban felvett értékeit is) ezek szerint 0, és ezt akkor veszi fel, ha P az A vagy a B csúccsal azonos, vagy ha P' a CP szakaszon van (1 ábra).

 
 
1. ábra
 

Ez utóbbi esetben A-t a P körül 60-kal elforgatva a PC szakasz P' pontját kapjuk, tehát PA<PC. A PA félegyenest ugyanolyan irányú és nagyságú forgatás viszi a PC félegyenesbe, mint amekkora a BA félegyenest viszi BC-be, hiszen mindkét forgatás 60-os és ellentétes irányú az előbb alkalmazott forgatással. Emiatt B és P ugyanazon az AB szakasz feletti, 120 nyílású látóköríven vannak, vagyis P az ABC háromszög köré írható k kör B-t tartalmazó AC ívén van. Mivel PA<PC, ennek csak az egyik fele, a C-t nem tartalmazó AB ív jöhet szóba.
Ha P a k-nak a C-t nem tartalmazó AB ívén van, akkor A-t P körül 60-kal elforgatva a PC szakasz P pontját kapjuk, mely P-nek A körüli 60-os forgatásával is előállítható, ekkor tehát az adott függvény értéke valóban 0. Láttuk, hogy a függvény értéke akkor is 0, ha P a mondott ív végpontjaival azonos, tehát az adott függvény a k kör C-t nem tartalmazó zárt AB ívén veszi fel a minimumát (2. ábra).
 
 
2. ábra