Feladat: N.121 Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: nehéz
Megoldó(k):  Bérczi Gergely ,  Braun Gábor ,  Frenkel Péter ,  Kiss Tamás ,  Kun Gábor ,  Kutalik Zoltán ,  Lippner Gábor ,  Pap Gyula ,  Terék Zsolt ,  Terpai Tamás 
Füzet: 1997/május, 290. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Kör geometriája, Nehéz feladat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1996/december: N.121

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

Vizsgáljuk meg, hogy hol (nem) lehet az 1 mm sugarú kör középpontja. Egyrészt a középpontnak az eredetivel koncentrikus,1 milliméterrel kisebb, azaz 1999 mm sugarú körben kell lennie; másrészt az egyenesektől legalább 1 mm távolságra. Rajzoljuk meg az 1999 mm sugarú kört, és minden egyenesre illesszünk egy-egy 2 mm széles sávot, amelynek szimmetria-tengelye az egyenes. Azt kell megmutatnunk, hogy ezek a sávok nem fedik le teljesen a kört.
Ismeretes (lásd a megjegyzést), hogy ha párhuzamos egyenesek által határolt sávokkal lefedhető egy kör, akkor a sávok szélességének összege legalább akkora, mint a kör átmérője. Esetünkben ez nem teljesül, mert a kör átmérője 3998 mm, a sávok szélességének összege pedig csak 19962=3992 mm.
Van tehát olyan pont az 1999 mm sugarú kör belsejében, amely mindegyik egyenestől legalább 1 mm távolságra van, és az ilyen középpontú, 1 mm sugarú kör megfelelő lesz.

 


 
Megjegyzés. Az idézett tétel annak az érdekes ténynek a következménye, hogy egy gömb felszínének két párhuzamos sík közötti része csupán a két sík távolságától függ.
Vegyük fel azt a gömböt, amelynek középpontja és sugara megegyezik a körével, és minden egyes sávhoz rendeljük hozzá a gömbfelszínnek azokat a pontjait, amelyeknek merőleges vetülete az illető sávba esik. Ha a sávok szélessége d1, d2, ..., dn, a kör és a gömb közös sugara r, akkor az egyes sávokhoz rendelt felszíndarabok mérete 2πrd1, 2πrd2, ..., 2πrdn, és ezek lefedik az egész gömbfelszínt, amiből következik, hogy 2πrd1+2πrd2+...+2πrdn4πr2, vagyis d1+d2+...+dn2r.