Feladat: Gy.2602 Korcsoport: 14-15 Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Lente Gábor 
Füzet: 1990/december, 455 - 456. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Tengelyes tükrözés, Középpontos tükrözés, Négyszögek szerkesztése, Alakzatok köré írt kör, Gyakorlat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1990/január: Gy.2602

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

Tekintsük a feladatot megoldottnak. Jelöljük a húrnégyszög köré írt kör középpontját O-val, O-nak az oldalakra vonatkozó tükörképeit rendre T1, T2, T3-mal, a húrnégyszög B-nél lévő szögét pedig β-val (1. ábra).

 
 
1. ábra
 

A tükrözések miatt T1B=OB=T2B és T2C=OC=T3C. Ezért C rajta van a T2T3 szakasz felező merőlegesén, B pedig a T1T2 szakasz felező merőlegesén. Másrészt a  T1O és a T2O szakaszok merőlegesek a húrnégyszög megfelelő oldalaira, ezért T1OT2=180-ABC=180-β, tehát a B pont éppen a T1T2 szakasz ‐ egyik ‐ (180-β) szögű látókörének középpontja. Ezeket felhasználva, OB=OC figyelembevételével a szerkesztést a következőképpen végezhetjük el:
Megszerkesztjük a T1T2 szakasz (180-β) szögű látókörét, ennek középpontja B. A T2 középpontú, T2B sugarú kör és a T2T3 szakasz felező merőlegesének a metszéspontja C, a T2 pont BC-re vonatkozó tükörképe O. Ezután a B pontot OT1-re, a C pontot pedig OT3-ra tükrözzük, igy kapjuk az A és a D pontokat.
A kapott ABCD négyszög valóban húrnégyszög, mivel a szerkesztésből következik, hogy OA=OB=OC=OD. Az ABC szög viszont csak akkor egyenlő β-val, ha O és B a T1T2 egyenes különböző oldalain helyezkedik el. (Ellenkező esetben ABC=180-β.) Tehát a  T1T2 szakasz két (180-β) szögű látókörének középpontja közül csak az egyik ‐ amelyik T1T2-nek T3-mal ellentétes oldalán helyezkedik el ‐ ad jó megoldást. Ezért a megoldások száma 2, 1 vagy 0 attól függően, hogy a T2 középpontú, T2B sugarú körnek és a T3T2 szakasz felező merőlegesének hány közös pontja van (2. ábra).
 
 
2. ábra