Feladat: Gy.2411 Korcsoport: 14-15 Nehézségi fok: nehéz
Füzet: 1988/január, 20 - 21. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Derékszögű háromszögek geometriája, Középvonal, Magasságvonal, Gyakorlat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1987/április: Gy.2411

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

Megmutatjuk, hogy a feltétel éppen a derékszögű háromszögekre teljesül. Eközben felhasználjuk a következő két, nyilvánvaló állítást :

 

(*) A magasságszakasz felezőpontja rajta van a magasságra merőleges középvonal egyenesén.
 

(**) Ha egy egyenes nem megy át egy adott háromszög egyik csúcsán sem, akkor a háromszög oldalai közül páros sokat metsz belső pontban, tehát vagy kettőt, vagy pedig egyet sem (1. ábra).
 
 
1. ábra
 

A megoldásra térve legyen először az ABC háromszög A csúcsánál derékszög. Ekkor az AB és az AC befogók egyúttal magasságok is. A felezőpontjukat összekötő egyenes éppen a BC oldallal párhuzamos középvonal, ezen pedig a (*) állítás miatt rajta van az A csúcsból induló magasságszakasz felezőpontja is (2. ábra). Derékszögű háromszög magasságszakaszainak felezőpontjai tehát valóban egy egyenesen vannak.
 
 
2. ábra
 

Most belátjuk, hogy hegyes- vagy tompaszögű háromszögre a feltétel nem teljesül.
Ha a háromszög hegyesszögű, akkor mindhárom magasságszakasz a háromszög belsejében van, így a három felezőpont a középvonalháromszög egy-egy oldalának belső pontja. Ha ezek egy egyenesen volnának, akkor ez az egyenes a középvonalháromszögnek három oldalát metszené belső pontban, ami (**) miatt lehetetlen.
Ha a háromszög tompaszögű, akkor két magasságszakasz a háromszögön kívül, egy pedig azon belül halad. A három felezőpont közül ezért kettő a középvonalháromszög egy-egy oldalegyenesén, de az oldalszakaszon kívül, egy pedig a harmadik oldalszakaszon belül található. Ha tehát a három felezőpont egy egyenesen volna, akkor ez az egyenes a középvonalháromszögnek pontosan egy oldalát metszené belső pontban, ami (**) miatt ismét nem lehet.
Ezzel állításunkat beláttuk.