Feladat: Gy.3213 Korcsoport: 14-15 Nehézségi fok: nehéz
Füzet: 1999/március, 147 - 148. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Terület, felszín, Háromszög területe, Konvex sokszögek, Gyakorlat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1998/május: Gy.3213

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

Az 1. ábrán az e egyenes párhuzamos a VW oldallal. Ezért az e egyenes tetszőleges U' pontjára az UVW és az U'VW háromszögek területe egyenlő. Ezt a módszert használva ötszögünket több lépésben egy vele egyenlő területű háromszöggé alakítjuk, amelynek egyik csúcsa a P pont. Azt pedig tudjuk, hogy egy háromszög területét a P-n átmenő egyenesek közül a P-ből induló súlyvonal felezi.
Tekintsük most a 2. ábrát. Mivel az ötszög konvex, a P-n át szerkesztendő területfelező két pontban metszi az ötszög határvonalát. Tegyük fel egyelőre, hogy a másik metszéspont ‐ legyen ez Q ‐ a BC oldalra illeszkedik.
Húzzunk párhuzamost az A ponton át a BP átlóval, messe ez a BC egyenesét az A' pontban. Hasonlóan kapjuk a CD egyenesen az E' pontot. Az 1. ábrán látottak szerint ekkor a PA'CE' négyszög területe egyenlő az ötszög területével.
Ezután az E' ponton át húzzunk a PC átlóval párhuzamost; ez kimetszi BC-ből az E'' pontot. Az előbbiekhez hasonlóan kapjuk, hogy a PA'E'' háromszög területe egyenlő az ötszög területével. A keresett területfelező ennek a háromszögnek a PQ súlyvonala.
A PQ súlyvonal akkor felezi a háromszög területével együtt az ötszögét is, ha a P-ből induló súlyvonal a BC belső pontjában felezi A'E''-t. Ha nem ez a helyzet, a Q pont a BC szakaszon kívül van, akkor a BC szerepét az AB, egyéb esetekben a CD vagy pedig a DE oldal veszi át. Hasonló, de egy lépéssel rövidebb a megoldás, ha P az ötszög egyik csúcsa.
Jelölje T az ABCDE ötszög területét.
A megoldás során az ABCDE ötszöget először egy olyan ötszöggé alakítjuk, amelynek P a csúcsa (A'PEDC), majd ezt az ötszöget egy P csúcsú négyszöggé (A'PE'C), ezt pedig egy P csúcsú háromszöggé (A'PE'') úgy, hogy a lépések során minden alakzat változatlan, T területű.

 
Megjegyzés. Érkezett néhány hibás dolgozat. A hiba forrása: a megoldó úgy gondolta, hogy a területfelező egyenes mindig átmegy a súlyponton. Ez nem igaz, még háromszög esetén sem, pl. a háromszög egyik oldalával párhuzamos területfelező egyenes nem megy át a súlyponton.