Feladat: Gy.3139 Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Andrássy Zoltán ,  Bacsárdi László ,  Baharev Ali ,  Barát Anna ,  Benedek Csaba ,  Bíró Zsuzsanna ,  Bosznay Tamás ,  Gelencsér Gábor ,  Gyenes Zoltán ,  Győri Nikolett ,  Horváth László ,  Klausz Ferenc ,  Kunszenti-Kovács Dávid ,  Mecz Balázs ,  Naszódi Gergely ,  Papp Dávid ,  Pozsonyi Gergő ,  Szekeres Nóra ,  Terpai Tamás ,  Vaik István ,  Végh László 
Füzet: 1998/március, 145 - 147. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Háromszögek szerkesztése, Középponti és kerületi szögek, Diszkusszió, Gyakorlat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1997/május: Gy.3139

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

Tekintsük a feladatot megoldottnak. Jelöljük a kA és kB körök középpontjait OA-val, illetve OB-vel, sugaraikat pedig rA-val, illetve rB-vel. Legyen az AB egyenesnek a kA és kB körökkel való A-tól és B-től különböző metszéspontja A', illetve B'.
Mivel az AC és a BC egyenesek érintik a megfelelő köröket és CAB=CBA=60, ezért az AA' és a BB' húrokhoz tartozó kisebbik érintőszárú kerületi szögek 60-osak, így ezek a húrok a megfelelő középpontból 260=120-os szögben látszanak, azaz AOAA'=BOBB'=120. A 2. ábráról leolvasható annak a bizonyítása, hogy az r sugarú k kör h húrja pontosan akkor látszik k középpontjából 120-os szögben, ha h érinti a k-val koncentrikus r2 sugarú kört. Vagyis az AB egyenes érinti az OA középpontú rA2 sugarú kört is  (mert AA' az OA-ból 120-os szögben látszik),  és az OB középpontú rB2 sugarú kört is (mert BOBB'=120). Tehát az AB egyenes e két kör (egyik) közös érintője.
Ezek alapján a szerkesztés menete: Megszerkesztjük a kA-val, illetve kB-vel koncentrikus, feleakkora sugarú köröket, majd a két kis kör egyik közös érintőjét. Ezután megrajzoljuk a kA és kB köröknek a közös érintővel való metszéspontjaikban vett érintőit. E négy érintő közül kettő-kettő párhuzamos lesz. A különböző körökhöz tartozó nem párhuzamos érintők metszéspontjai a szerkesztendő szabályos háromszögek C csúcsait adják, míg a kA, illetve kB körön lévő érintési pontok az A, illetve B csúcsokat.
Az így szerkesztett ABC háromszögek eleget tesznek a feladat feltételeinek, mert AkA és BkB; az A-ban kA-hoz húzott érintő, illetve a B-ben kB-hez húzott érintő az AB egyenessel 60-os szöget zár be, ezért az ABC háromszögben BAC=ABC=60, vagyis a háromszög szabályos.
Mivel a kA és kB körök egymáson kívül helyezkednek el, ezért a velük koncentrikus, felelakkora sugarú köröknek összesen négy közös érintőjük van. Minden egyes külső (3. ábra), illetve belső (4. ábra) közös érintőhöz két-két megoldás tartozik, ezért a feladatnak minden esetben nyolc megoldása van.

 
Megjegyzés. A nyolc darab háromszög C jelű csúcsainak mindegyikére igaz, hogy belőle a kA és a kB körhöz egyenlő hosszúságú érintők húzhatók. Ezért a nyolc pont mindegyike rajta van a kA és kB körök hatványvonalán, vagyis a nyolc pont egy egyenesen van.

 Barát Anna (Szeged, Radnóti M. Kísérl. Gimn., II. o. t.)