Feladat: B.3603 Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Bartha Emőke ,  Filus Tamás 
Füzet: 2003/november, 485 - 486. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Síkgeometriai szerkesztések, Körülírt kör, Háromszögek geometriája, Párhuzamos szelők tétele és megfordítása, Feladat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 2003/január: B.3603

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

Megoldás. Az ABC háromszögben a szokásos jelölések mellett legyen a keresett pont a P, és a háromszög a, b és c oldalegyeneseitől vett távolsága rendre x, 2x, 3x. Nem jelent megszorítást, ha csak erre az esetre adjuk meg a P pont szerkesztésének lépéseit. Nyilvánvalóan tetszőleges sorrend megengedett lehet, így egy háromszögben hat megfelelő pontot kaphatunk.

 
 

1. ábra
 

Az x a BCP háromszögben az a-hoz, a 2x a CAP háromszögben az b-hez és a 3x az ABP háromszögben a c-hez tartozó magasság (1. ábra). Az ABC háromszög területe a BCP, a CAP és az ABP háromszög területének az összege, így:
ama2=ax2+2bx2+3cx2
(az ABC háromszögben az a-hoz tartozó magasságot szintén a szokásoknak megfelelően ma-val jelöltük), amiből kapjuk, hogy
aa+2b+3c=xma.
Ebből az összefüggésből x, mint a negyedik arányos megszerkeszthető (2. ábra).
 
 

2. ábra
 

Ezek után két párhuzamost szerkesztünk: az a oldallal, attól x távolságra, az A csúcs által meghatározott félsíkban, illetve a b oldallal, attól 2x távolságra, a B csúcs által meghatározott félsíkban. E két egyenes metszéspontja lesz a keresett P pont. (Az előzőek alapján nyilvánvaló, hogy ugyanezen a ponton haladna keresztül az az egyenes is, amelyet a c oldallal párhuzamosan szerkesztenénk, tőle 3x távolságra, a C csúcs által meghatározott félsíkban, de ez az egyenes már nem szükséges a P megszerkesztéséhez. Az előzőekből az is következik, hogy P a háromszög belsejében van.) Így megadtuk a P pont szerkesztésének lépéseit.
(Bartha Emőke (Szentendrei Református Gimnázium, 10. évf.) és
Filus Tamás (Szeged, Radnóti Miklós Kísérleti Gimnázium, 10. évf.)
dolgozata alapján