A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre. Jelöljük a pontokat , , és -gyel, a feltételt kielégítő kört -val, sugarát -rel és a pontoktól való távolságát -vel. A négy pont mindegyike nem lehet a körön kívül, mert akkor középpontjától való távolságuk lenne, ami azt jelentené, hogy a pont egy körön van, ami ellentmond a feltételnek. Hasonlóképpen nem lehet a pont mindegyike a körön belül sem. A pontok tehát a körhöz képest a következőképpen helyezkednek el: vagy a körön belül van és egy kívül (vagy fordítva), vagy a körön belül, pedig kívül van. Vizsgáljuk meg mindkét esetben a lehetséges megoldások számát. Először válasszunk ki pontot, mivel ezek nincsenek egy egyenesen, meghatároznak egy kört, melynek sugara . Ezután olyan kört kell szerkesztenünk, amelyik -től is és a negyedik ponttól is egyenlő távolságra van. Ez nyilván egyközepű lesz -gyel, és sugara , ha a -en kívül van (1. ábra), illetve , ha -en belül, ahol fele akkora, mint -nek a körtől való távolsága. Az így kapott kör eleget tesz a feltételnek, hiszen mindegyik ponttól távolságra van. Ily módon annyi megoldást kapunk, ahányféleképpen pont közül ki tudunk választani -at. Ez lehetőség.
1. ábra
Most vizsgáljuk azt az esetet, amikor két pont a keresett körön kívül fekszik, legyen ez , és kettő belül, , . és -nek -tól való távolsága most , és -nek . Két ponton átmenő kör középpontja mindig rajta van a két pont által meghatározott szakasz felező merőlegesén, ha tehát meghúzzuk a két kiválasztott szakasz felező merőlegesét, ezek metszéspontja ‐ amennyiben létrejön ‐ megadja a kör középpontját, hiszen most is egyközepű a , , ill. , ponton átmenő körökkel, és sugara -nak a szakaszok végpontjától vett távolságainak számtani közepe (2. ábra). A pont összesen különböző szakaszpárt határoz meg, a feladatnak így legfeljebb még megoldását kapjuk. Ha a pont paralelogrammát alkot, akkor csak megoldás van ‐ hacsak nem négyzet vagy téglalap, de ezt a feladat szövege kizárta ‐, mert a párhuzamos oldalak felező merőlegesei nem metszik egymást. Trapéz esetén megoldást kapunk, kivéve ha a trapéz szimmetrikus, akkor a felező merőlegesek egybeesnek és végtelen sok megoldás van. De mivel a szimmetrikus trapéz köré írható kör, ezt az esetet is kizárja a feladat szövege. Összesen tehát legfeljebb megoldás lehetséges.
2. ábra
Mármarosi József (Kisbér, Táncsics M. Gimn., II. o. t.) |