Feladat: Gy.2010 Korcsoport: 14-15 Nehézségi fok: könnyű
Füzet: 1982/május, 214 - 215. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Alakzatba írt kör, Négyszögek szerkesztése, Gyakorlat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1981/november: Gy.2010

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

I. megoldás. Tudjuk, hogy ha egy derékszögű trapézba kör írható, akkor a kör átmérőjének hossza egyenlő a derékszögű szárnak, AB-nek a hosszával, s ez egyben a párhuzamos oldalak távolsága.
Jelöljük a körnek az AB, BC, CD, DA oldalakon levő érintési pontjait rendre E, F, G és H-val. Tudjuk, hogy külső pontból a körhöz húzott érintőszakaszok hossza egyenlő, azaz AE=AH=r,BE=BF=r (ahol r a beírt kör sugara), továbbá CF=CG és DG=DH. Ennek alapján, ha az adott s kerületből kivonjuk az AE+AH+BE+BF=4r távolságot és a maradékot (ha van ilyen) megfelezzük, megkapjuk a trapéz CD oldalának a hosszát. Amiből máris következik, hogy a feladatnak akkor van megoldása, ha s-4r>0, sőt ha s-4r22r=CD azaz s>8r. Egyenlőség esetén CD=2r, azaz a trapéz négyzet.


A szerkesztés menete a következő. Megrajzoljuk az egymástól 2r távolságra levő e és f párhuzamos egyeneseket. Az e-n felvesszük az A pontot. Az A-ban e-re állított merőleges metszi ki f-ből a B-t. Majd rajzolunk egy kört, amely mindhárom egyenest érinti. Ezután az s hosszúságú szakaszon megszerkesztjük a CD=s2-2r távolságot. Most már csak CD hosszúságú érintőt kell szerkeszteni a körhöz. Ezt például úgy végezhetjük el, hogy B-ből CD távolsággal elmetsszük e-t, majd a kapott egyenesre a kör középpontjából merőlegest bocsátunk. Ez metszi ki a körből a G pontot, mely már meghatározza CD helyzetét.
Ha a feladatnak van megoldása, akkor nyilvánvalóan csak egy van.
 

II. megoldás. Vegyük észre, hogy a COD háromszög derékszögű. Hiszen BCD+CDA=180, és O e két szög szögfelezőinek metszéspontja. Ennek alapján a szerkesztés menete: az első megoldás szerint CD=s-4r2, először ezt a távolságot szerkesztjük meg. Majd CD és r ismeretében a CD átfogójú, r magasságú derékszögű háromszöget. Ezt könnyen ki tudjuk egészíteni egy olyan derékszögű trapézzá, amelynek beírt köre r sugarú.