Feladat: Gy.2957 Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Pap Gyula ,  Zábrándi Zoltán 
Füzet: 1995/október, 410 - 411. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Térelemek és részeik, Gömb és részei, Gyakorlat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1994/december: Gy.2957

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

Először megmutatjuk, hogy az e' egyenes mindig merőleges a gömb középpontja és e által alkotott síkra.
Jelöljük a gömb középpontját O-val. Az 1. ábrán e merőleges a papírlap síkjára és azt P-ben metszi. Ha az (O,e) síkra tükrözzük az e-re illeszkedő egyik érintősíkot, akkor az e-re illeszkedő másik érintősíkot kapjuk, mert a tükrözésnél e-nek és a gömbnek a képe önmaga, érintősík képe pedig érintősík kell legyen. Ezért E1 tükörképe E2, tehát az E1E2=e' egyenes merőleges az (O,e) síkra.
Ezért, ha f és g két olyan metsző egyenes, hogy O, f és g mind egy síkban vannak, akkor f' és g' egymástól különbözőek, és mindketen merőlegesek erre a síkra. Tehát ebben az esetben f' és g' párhuzamosak.
Ugyanezért, ha az (O,f) és (O,g) síkja egymástól különböző, f' és g' nem lehetnek párhuzamosak.
Megmutatjuk  viszont,
hogy f' és g' mindig egy síkban van.
Legyen f és g metszéspontja P, az f-re, illetve g-re illeszkedő két-két érintősík és a gömb közös pontja pedig F1, F2, G1 és G2. Ekkor a PF1, PF2, PG1 és PG2 a gömbhöz P-ből húzott érintőegyenesek. Egy külső pontból egy gömbhöz húzott érintőegyenesek érintési pontjai a gömbön egy kört alkotnak, tehát egy síkban vannak. Azaz F1, F2, G1 és G2 egy síkban van, vagyis f' és g' is egy síkban van.
Összefoglalva: f' és g' mindig egy síkban van. Ha az (f,g) sík átmegy O-n, akkor f' és g' párhuzamos egyenesek, ha pedig az (f,g) sík nem tartalmazza O-t, akkor f' és g' szükségképpen metszik egymást,

 Zábrándi Zoltán (Győr, Bencés Gimn., III. o.t.) dolgozata alapján