Feladat: B.3752 Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Lovász László Miklós 
Füzet: 2005/április, 220 - 221. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Konvex sokszögek, Paralelogrammák, Lefedések, Feladat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 2004/október: B.3752

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

Megoldás. Nevezzük el a nyolc csúcsot: A, B, C, D, E, F, G és H. Húzzunk B-ből AH hosszú, AH-val párhuzamos szakaszt a nyolcszög belseje felé, ennek a másik végét nevezzük I-nek. Az I pont biztosan belül van, különben ‐ mivel GF párhuzamos BC-vel ‐ a HGF belső szög nagyobb lenne, mint az ABC szög külső része. Ez a szög nagyobb, mint 180, különben nem lenne konvex, de akkor a HGF szög nagyobb lenne, mint 180, és akkor sem lenne konvex. Tehát I biztosan a nyolcszög belsejében van. C-ből húzzunk egy ugyanilyen hosszú szakaszt, ami szintén párhuzamos AH-val, ennek a vége lesz a J pont. Mivel AH és DE szakaszok párhuzamosak és egyenlők, J is a nyolcszög belsejében van (hasonlóan az I-hez). Az ABIH négyszög paralelogramma, mivel AH és BI párhuzamosak és egyenlők. A BCJI és CDEJ négyszögek szintén paralelogrammák, mivel a BI, CJ és DE szakaszok egyenlők és párhuzamosak. Marad az EFGHIJ hatszög. HI párhuzamos és egyenlő AB-vel, ami párhuzamos és egyenlő az EF szakasszal, tehát HI is párhuzamos és egyenlő vele. IJ párhuzamos és egyenlő BC-vel, ami párhuzamos és egyenlő a GF szakasszal, tehát IJ is párhuzamos és egyenlő vele. JE párhuzamos és egyenlő CD-vel, ami párhuzamos és egyenlő a HG szakasszal, tehát JE is párhuzamos és egyenlő vele. Tehát EFGHIJ egy olyan hatszög, aminek szemközti oldalai párhuzamosak és egyenlők. Húzzunk I-ből egy HG hosszú, HG-vel párhuzamos szakaszt a hatszög belseje felé, a vége legyen K. Az I-hez hasonlóan kideríthető, hogy ez a pont a hatszög belsejében van. Az IJEK négyszög paralelogramma, mivel az IK és JE szakaszok párhuzamosak és egyenlők. Ugyanígy HG és IK párhuzamosak és egyenlők, tehát HIKG paralelogramma. Marad a KEFG négyszög. HI szakasz párhuzamos és egyenlő a KG és EF szakaszokkal, tehát KG és EF szakaszok párhuzamosak és egyenlők, így a KEFG négyszög paralelogramma.