Feladat: Pontversenyen kívüli P.27 Korcsoport: - Nehézségi fok: nehéz
Megoldó(k):  Beck József ,  Gőgh József ,  Göndőcs Ferenc ,  Somorjai Gábor ,  Vajnági András 
Füzet: 1969/november, 154 - 155. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Diszkusszió, Síkgeometriai szerkesztések, Pontversenyen kívüli probléma
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1969/március: Pontversenyen kívüli P.27

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

S-sel a P körüli, 2PO sugarú körnek és a hiperbolának azt a metszéspontját jelöljük, amely a PT egyenes és az x tengely közé esik. Húzzunk párhuzamost P-n és S-en át az Ox és Oy tengellyel. Az előbbivel párhuzamos egyenesek messék az y-tengelyt rendre A-ban és B-ben, az utóbbival párhuzamosak az x-tengelyt C-ben, ill. D-ben; BS és CP, ill. AP és DS metszéspontját jelöljük Q, ill. T-vel, a PQST téglalap középpontját M-mel, OP-nek egy P-n túli pontját U-val.

 

 

A bizonyítás azon fog múlni, hogy megmutatjuk: O, Q és T egy egyenesen van. Az, hogy P és S a hiperbolán van, azt jelenti, hogy az AOCP és BODS téglalap területe egyenlő, s így az ABQP és CDSQ téglalapé is. Messe az OQ egyenes AP-t T'-ben és jelöljük ennek merőleges vetületét BS-en T''-vel, OD-n T'''-vel. Megmutatjuk, hogy ezek egybeesnek T-vel, S-sel, ill. D-vel. Valóban, a következő idompárok egyenlő területűek: az OBQ és OCQ háromszögek, az ABQP és CDSQ négyszögek, a PQT' és T''QT' háromszögek. Így az AOT' háromszög területe egyenlő a T''SDOT' idoméval, de nyilvánvalóan egyenlő a T'''OT' háromszögével is. Ez csak úgy lehet, ha a T'T''' egyenes egybeesik TD-vel.
Mivel a téglalap átlói felezik egymást és egyenlők, a szerkesztést is figyelembe véve
TM=PM=12PS=PO,
tehát az OPM és PMT háromszögek egyenlő szárúak, alapon levő szögeik egyenlők. Alkalmazva rájuk a külső szög tételét
UPM=MOP+OMP=2OMP,OMP=PTM+TPM=2TPM.


Így a harmadolandó szögre
POx=UPT=UPM-TPM=2OMP-TPM=3TPM=3TPS.
Ezzel a szerkesztés helyességét igazoltuk.
Vajnági András (Budapest, Fazekas M. Gyak. Gimn., II. o. t.)