Feladat: B.3958 Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Majoros Csilla 
Füzet: 2008/május, 281. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Síkgeometriai bizonyítások, Beírt kör, Tengelyes tükrözés, Középpontos tükrözés, Derékszögű háromszögek geometriája, Feladat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 2006/december: B.3958

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

Megoldás. Tükrözzük az ABC háromszöget az O pontra. Az így kapott A'B'C' háromszögnek az O pont szintén a beírható körének középpontja, a beírható köre pedig (mivel az O-ra nézve középpontosan szimmetrikus) közös az eredeti háromszögével.
Legyenek az eredeti és a tükrözött háromszög oldalainak metszéspontjai: E, F, G, H, M és N az ábra szerint.

 
 

G pont az E pontnak az O-ra való tükörképe, mert E az AB és A'C' egyenesek metszéspontja, míg G e két egyenes tükörképeinek metszéspontja. Ugyanígy tükörképe az O pontra F-nek a H és M-nek az N pont.
Az AEA'G és BFB'H négyszögek a középpontos tükrözés miatt paralelogrammák és érintik a háromszögek közös beírt körét, tehát érintőnégyszögek is, ezért mindkettő rombusz, vagyis átlóik merőlegesek egymásra.
Tehát AA'EG, amiből EOA=90, vagyis az E pont a feladatban szereplő P ponttal egyezik meg. Hasonlóan BB'FH, amiből FOB=90, vagyis az F pont megegyezik a Q ponttal.
A középpontos tükrözés miatt a CMC'N négyszög téglalap és egyben érintőnégyszög, tehát négyzet, vagyis a P és Q pontoknak a háromszög oldalaira eső merőleges vetületei: P'=M és Q'=N. Ezek egymás tükörképei az O pontra, tehát P', O és Q' nemcsak egy egyenesre esnek, hanem O éppen a P'Q' szakasz felezőpontja.