Feladat: Gy.3037 Korcsoport: 18- Nehézségi fok: nehéz
Megoldó(k):  Bartha Sándor ,  Bérczi Gergely ,  Boda József ,  Braun Gábor ,  Czirok Levente ,  Frenkel Péter ,  Gueth Krisztián ,  Gyenes Zoltán ,  Hajdufi Péter ,  Hangya Balázs ,  Katona Zsolt ,  Kocsis Ágota ,  Kőműves Balázs ,  Kutalik Zoltán ,  Lippner Gábor ,  Mátrai Tamás ,  Molnár-Sáska Balázs ,  Nyul Gábor ,  Pápai Tivadar ,  Pintér Dömötör ,  Rudolf Gábor ,  Szabó Jácint ,  Szalai-Dobos András ,  Szepesi Zoltán ,  Várkonyi Péter ,  Zakariás Ildikó ,  Zubcsek Péter Pál 
Füzet: 1996/október, 416. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Gömb és részei, Kör geometriája, Kör (és részhalmaza), mint mértani hely, Gyakorlat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1996/január: Gy.3037

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

Jelöljük k középpontját K-val, a P-ből k-hoz húzott érintők érintési pontjait E1-gyel és E2-vel, PK és E1E2 metszéspontját pedig R-rel. Legyen g egy tetszőleges, k-ra illeszkedő gömb, jelöljük g középpontját Og-vel, a P-ből g-hez húzott érintők érintési pontjai által meghatározott kört kg-vel, kg középpontját pedig Kg-vel.
Mivel g tartalmazza k-t, ezért az OgK egyenes merőleges k síkjára. Így az OgKP sík is merőleges k síkjára. Az OgKP sík szimmetriasíkja kg-nek, ezért tartalmazza Kg-t. A PKg egyenes nyilván merőleges kg síkjára, ezért merőleges az abban levő RKg egyenesre is. Tehát az RKgP háromszög derékszögű. Így Kg rajta van a k síkjára merőleges síkban lévő RP átmérőjű körön. Megmutatjuk, hogy ennek a körnek minden P-től különböző Q pontja előáll egy megfelelő kör középpontjaként. A k síkjára K-ban állított merőleges egyenes és PQ metszéspontja ‐ ami mindig létezik, mert a két egyenes egy síkban van és nem párhuzamos ‐ legyen OQ. Az előző gondolatmenet megfordításával belátható, hogy az OQ középpontú k-t tartalmazó gömbhöz P-ből húzott érintők érintési pontjai által alkotott kör középpontja éppen Q.
Tehát a keresett mértani hely a k síkjára merőleges síkban lévő PR átmérőjű kör, kivéve a P pontot.

 Bartha Sándor (Veszprém, Lovassy L. Gimn., III. o.t.)