Feladat: Gy.2085 Korcsoport: 14-15 Nehézségi fok: átlagos
Füzet: 1983/november, 134 - 135. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Beírt kör, Érintőnégyszögek, Gyakorlat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1982/november: Gy.2085

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

Az ABC háromszög beírt köre érintse az AC oldalt B1-ben, az ADC háromszögé ugyanazt az oldalt D1-ben. A két beírt kör akkor és csak akkor érinti egymást, ha B1 és D1 egybeesik.

Egy háromszögben a beírt kör érintési pontja és a szomszédos csúcs távolságát az oldalak ismeretében ki tudjuk számítani:
AB1=12(AB+BC+AC)-BC=12(AB-BC+AC),AD1=12(AD+DC+AC)-DC=12(AD-DC+AC).


A B1 és D1 pont akkor és csak akkor esik egybe, ha AB1=AD1, azaz ha
AB-BC=AD-DC.(1)
Ez tehát szükséges és elégséges feltétele annak, hogy az ABC és ADC háromszögek beírt körei érintsék egymást. Ugyanígy igazolható, hogy az ABD és BCD háromszögek beírt körei akkor és csak akkor érintik egymást, ha
AD-AB=CD-CB.(2)

Mivel (1) és (2) ekvivalensek, ezért a feladatban szereplő két állítás is ekvivalens ‐ speciálisan az elsőből következik a második. Ezzel a feladatot megoldottuk.
 
Megjegyzések. 1. A megoldásból az is kiadódott, hogy a feladatban szereplő állítások akkor és csak akkor teljesülnek, ha a négyszög érintőnégyszög.
2. Mint megoldóink közül többen észrevették, a feladat megtalálható Skljarszkij‐Csencov‐Jaglom: Válogatott feladatok és tételek az elemi matematika köréből 2/1. kötet Planimetria c. könyvben (140-es feladat, 233. oldal).