Feladat: Gy.2931 Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: könnyű
Megoldó(k):  Deli Tamás ,  Nyul Gábor ,  Treer Albert ,  Varga Haszonits István 
Füzet: 1995/április, 203 - 204. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Geometriai egyenlőtlenségek, Körérintők, Diszkusszió, Gyakorlat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1994/szeptember: Gy.2931

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

A feladatnak nyilván csak akkor van értelme, ha sem A, sem B nem esik a kör belsejébe. Ha A és B egyike sincs rajta a körvonalon, akkor az állítás igaz, egyébként pedig nem. Ha ugyanis A a körvonalon, B pedig a körön kívül van, akkor a=0, b>AB, tehát a+b>AB, viszont az AB szakasznak van közös pontja k-val, így ebben az esetben az állítás nem igaz (1. ábra).
Ha A is és B is a körön kívül helyezkedik el, akkor a következő három esetet kell megvizsgálnunk:

*(i)AB  k-n kívül helyezkedik el,
*(ii)AB egy E pontban érinti k-t,
*(iii)AB metszi k-t.
A feladat állítása az, hogy az (i) esetben a+b>AB, míg a másik két esetben a+bAB. Mindhárom esetben igaz, hogy az A-ból, illetve B-ből k-hoz húzható két-két érintőszakasz egyenlő hosszú, ezért mindig elegendő azt az érintőszakaszt vizsgálnunk, amelyik számunkra ,,kedvezőbb'' elhelyezkedésű.
Az (i) esetben feltehetjük, hogy a két érintőegyenes közül az egyik elválasztja AB-t és k-t (tehát a kör, illetve a szakasz az érintőegyenes két különböző oldalára esik), a másik pedig nem. Ábránkon az A-ból húzott érintő az elválasztó. Ekkor a két érintőegyenes C metszéspontja a B-ből húzott érintőszakasz belső pontja lesz, de az A-ból húzottnak nem. A pontok a 2. ábrán látható módon fognak elhelyezkedni. Az ábra jelöléseit használva:
a+b=AEA+BEB=AEA+CEB+CB=AEA+CEA+CB=AC+CB.
Viszont a háromszög-egyenlőtlenség miatt AC+CB>AB, tehát ebben az esetben igaz a feladat állítása.
A (ii) esetben (3. ábra) a+b=AE+EB=AB, vagyis ekkor nyilván igaz az állítás.
A (iii) esetben azokat az érintőket rajzoljuk meg, amelyek érintési pontjait AB elválasztja a k kör O középpontjától (4. ábra). Legyen az EAO, illetve az EBO sugárnak az AB-vel való metszéspontja MA, illetve MB. Ekkor az A, MA, MB, B pontok ebben a sorrendben helyezkednek el ‐ MA és MB esetleg egybeesik, ha O rajta van AB-n ‐, ezért a+b<AMA+MBBAB.
Ezzel beláttuk, hogy a feladat állítása pontosan akkor igaz, ha A is és B is a körön kívül helyezkedik el.
 Nyul Gábor (Debrecen, Fazekas M. Gimn., I. o.t.) dolgozata alapján