Feladat: Gy.2939 Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Bérczi Gergely ,  Deli Tamás ,  Havas Dávid ,  Nyul Gábor ,  Zubcsek Péter Pál 
Füzet: 1995/április, 208 - 209. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Trigonometria, Terület, felszín, Paralelogrammák, Téglalapok, Szinusztétel alkalmazása, Gyakorlat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1994/október: Gy.2939

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

Jelöljük a paralelogramma csúcsait A, B, C, D-vel, szögeit 2α-val és 2β-val, oldalainak hosszát a-val és b-vel, a szögfelezők által meghatározott négyszög csúcsait pedig E, F, G, H-val. Feltehetjük, hogy a>b (ha két szomszédos oldal egyenlő lenne, akkor a szögfelezők nem határoznak meg négyszöget, hanem egy pontban metszenék egymást).
Tudjuk, hogy 2α+2β=180, mert a paralelogramma szomszédos szögeinek összege 180. Az AED háromszögben

AED=180-(EAD+EDA)=180-(α+β)=90.
Ezért HEF=AED=90. Ugyanígy láthatjuk be, hogy az EFGH négyszög többi szöge is derékszög, tehát a négyszög téglalap. E a D-ből és az A-ból induló szögfelezők metszéspontja, ezért egyenlő távolságra van a CD a DA és az AB egyenesektől. Tehát E rajta van a paralelogramma AB-vel és CD-vel párhuzamos középvonalán. Ugyanígy belátható, hogy G is rajta van ezen a középvonalon, tehát EGCD; továbbá FHAD.
Legyen M az A-ból induló szögfelező és CD metszéspontja. Az AMD háromszög egyenlő szárú, mert a D-ből induló szögfelezője merőleges AM-re. Ezért DM=b, így CM=CD-MD=a-b. Mivel EMGC és EGCM, azért az EGCM négyszög paralelogramma, tehát EG=CM=a-b. Tudjuk, hogy a téglalap átlói egyenlőek, így FH=EG=a-b.
A téglalap területét kiszámíthatjuk átlóinak hosszából és azok szögéből:
TEFGH=12EGFHsin2α=12(a-b)2sin2α.
A paralelogramma területe az ismert képlet alapján:
TABCD=ABADsin2α=absin2α.
Feltételünk szerint 3TEFGH=TABCD, vagyis
absin2α=312(a-b)2sin2α.
Rendezve:
2ab=3a2-6ab+3b2,
azaz:
3(ab)2-8ab+3=0.
Ebből a megoldóképlet alapján kapjuk, hogy:
ab=4±732,215.
Mivel a>b, csak a 4+73 jó megoldás (a 4-73 ennek a reciproka).
Tehát a paralelogramma hosszabbik oldala 4+73-szorosa a rövidebbik oldalnak.
 Havas Dávid (Budapest, Móricz Zs. Gimn., II. o.t.) dolgozata alapján