Feladat: F.1812 Korcsoport: 18- Nehézségi fok: nehéz
Füzet: 1974/november, 118 - 119. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Merőleges affinitás, Terület, felszín, Paralelogrammák, Téglalapok, Feladat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1972/február: F.1812

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

Húzzunk az adott ABCD paralelogramma csúcsain és K centrumán át e-vel párhuzamos egyeneseket, és jelöljük ezeket rendre a-val, b-vel, c-vel, d-vel és k-val. Az ac, bd párok k-ra nézve szimmetrikusak, tehát a két egyenespár vagy azonos, vagy közülük az egyik egyenesei közrefogják a másik pár elemeit. Az első esetben ‐ mint az könnyen látható ‐ a keresett T=A1B1C1D1 téglalap területe tetszőlegesen kicsi lehet, a feladatnak tehát nincs megoldása. A második esetben tegyük fel, hogy az a, c egyenesek fogják közre a b, d egyeneseket (hogy akkor mit kell tenni, ha ez nem volna így, azt az alább ismertetendő eljárásból az ac, bd párok szerepének a felcserélésével kaphatjuk meg). Tegyük fel továbbá, hogy a b, d egyenesek közül b van a-hoz közelebb (vagy ha ez nem volna így, a továbbiakban cseréljük fel b és d szerepét).

 

 

Legyen T=A1B1C1D1 tetszőleges, a követelményeknek eleget tevő téglalap. Mivel b az a és d egyenesek között van, az A1D1 szakasz metszi b-t, jelöljük ezt a pontot B2-vel, az A1D1 és c egyenesek metszéspontját pedig C2-vel. Ha T-ből elvesszük az A1B1B2 háromszöget, és hozzáillesztjük a vele egybevágó C1C2D1 háromszöget, a területe nyilván változatlan marad, tehát T területe
t=mB1B2,
ahol m a b, c egyenesek távolsága. Mivel m értéke nem függ T megválasztásától, a B1B2 szakasz hosszát kell minimalizálnunk. Jelöljük A1-nek a B1B2 szakasz felezőpontjára vonatkozó tükörképét A2-vel, akkor
B1B2=A1A2,
és A2 rajta van a-nak b-re vonatkozó tükörképén, a2-n. A1A2 tehát akkor minimális, ha A2 az A1-nek a2-n levő vetülete, ekkor A1B1A2B2 négyzet, és T oldalai e-vel 45-os szöget zárnak be.