Feladat: B.4038 Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Csere Kálmán ,  Énekes Péter 
Füzet: 2008/szeptember, 337 - 338. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Síkgeometriai bizonyítások, Háromszögek geometriája, Oldalfelező merőleges, Középvonal, Vektorok felbontása összetevőkre, Középpontos tükrözés, Feladat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 2007/november: B.4038

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

I. megoldás. Az AB, BC és AC oldalak felezőpontjai legyenek E, F és G. Mivel GF középvonal az ABC háromszögben, azért AB=2GF és AB párhuzamos GF-fel. Valamint GF középvonal az A'B'P háromszögben is, ezért A'B'=2GF és A'B' párhuzamos GF-fel. Így AB párhuzamos és egyenlő A'B'-vel, tehát ABA'B' paralelogramma, és átlói, AA' és BB', felezik egymást.

 
 

Hasonlóan belátható, hogy az ACA'C' négyszög is paralelogramma és átlói, AA' és CC' is felezik egymást. Tehát az AA', BB', CC' egyenesek egy ponton mennek át, a közös K felezőpontjukon.
 
II. megoldás. Tetszőleges O vonatkoztatási pontból az A, A', B, B', C, C' és P pontokba mutató vektorok legyenek rendre a, a', b, b', c, c' és p.
 
 

Az AB, BC és AC oldalak felezőpontjait jelölje E, F és G.
A tükrözés miatt ezek a pontok egyben a PC', PA' és PB' szakaszok felezőpontjai is. Vagyis
OE=a+b2=p+c'2,OF=b+c2=p+a'2,OG=a+c2=p+b'2.
Ezekből kifejezhetjük az a', b', c' vektorokat:
c'=a+b-p,a'=b+c-p,b'=a+c-p.
Ezután állítsuk elő az AA', BB' és CC' szakaszok felezőpontjaiba mutató vektorokat:
a+a'2=a+b+c-p2,b+b'2=b+a+c-p2,c+c'2=c+a+b-p2.
Ezek ugyanabba a pontba mutatnak, vagyis a három szakasznak közös a felezőpontja, tehát az egyenesek valóban egy ponton mennek át.