Feladat: B.4203 Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Csizmadia Luca 
Füzet: 2010/március, 154 - 155. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Feladat, Thalesz tétel és megfordítása, Húrnégyszögek, Egyenlő szárú háromszögek geometriája
Hivatkozás(ok):Feladatok: 2009/október: B.4203

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

Megoldás. A körök középpontjait jelölje M, illetve N, az MN egyenes és a körök C-től és D-től különböző metszéspontjait pedig az ábrán látható módon K és L. Legyen AMD=2α. Az AM és BN szakaszok merőlegesek a közös érintőre, ezért párhuzamosak egymással, tehát BNL=AMD=2α.

 
 

Az M középpontú körben a kisebbik AC ívhez tartozó középponti szög 2α, ezért az ugyanehhez az ívhez tartozó érintőszárú kerületi szög ennek a fele, vagyis CAB=α. Az N középpontú körben a kisebbik BL ívhez tartozó középponti szög 2α, ezért az ugyanehhez az ívhez tartozó kerületi szög ennek a fele, vagyis LDB=CDB=α.
Tehát a BC szakasz A-ból és D-ből ugyanakkora szög alatt látszik. Mivel A és D a BC egyenesnek ugyanazon az oldalán helyezkednek el, azért a BC szakasz α szöghöz tartozó két látóköríve közül ugyanazon vannak rajta, tehát ABCD húrnégyszög.
 
Megjegyzés. Az ABLK négyszög is húrnégyszög. Ugyanis LKA=α (mert a kisebbik AC ívhez tartozó kerületi szög), valamint
LBA=LBD+DBA=90+(180-2α)/2
(mert a kisebbik BD ívhez tartozó középponti szög 180-2α és DBA ehhez az ívhez tartozó érintőszárú kerületi szög). Tehát a négyszög két szemközti szögének összege 180.