Feladat: B.4318 Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: nehéz
Megoldó(k):  Ágoston Péter ,  Bősze Zsuzsanna ,  Homonnay Bálint ,  Kiss Robin ,  Máthé László ,  Sieben Bertilla ,  Simig Dániel ,  Strenner Péter ,  Varnyú József ,  Viharos Andor ,  Weimann Richárd 
Füzet: 2011/december, 525 - 526. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Feladat, Mértani helyek, Tetraéderek, Középvonal
Hivatkozás(ok):Feladatok: 2010/december: B.4318

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

Az AC, BC, BD és AD élek felezőpontjai legyenek rendre X, Y, Z és V. Ekkor XY és ZV középvonal az ABC, illetve ABD háromszögben. Ezért mindkét szakasz párhuzamos az AB éllel és fele olyan hosszú mint az, vagyis az XY és ZV szakaszok egyenlő hosszúak és párhuzamosak egymással. Tehát az XYZV négyszög paralelogramma. Megmutatjuk, hogy ennek a paralelogrammának a pontjai alkotják a keresett mértani helyet.

 
 

Legyen P az AB él egy tetszőleges rögzített pontja. Tegyük fel, hogy P az AB szakaszt α:(1-α) arányban osztja. Ekkor a CP szakasz P' felezőpontja is α:(1-α) arányban osztja az XY szakaszt, valamint a DP szakasz P'' felezőpontja is α:(1-α) arányban osztja az VZ szakaszt. Itt P'P''CDP háromszög CD-vel párhuzamos középvonala. Így miközben a Q pont befutja a CD élt, aközben a PQ szakasz felezőpontja éppen a P'P'' szakaszt futja be, amely része az XYZV paralelogrammának.
Látjuk tehát, hogy a mértani hely minden pontja az XYZV paralelogrammához tartozik. Mivel a P pont, vagyis a 0α1 szám megfelelő választása esetén a paralelogramma minden, az XV oldallal párhuzamos metszete megkapható, mint P'P'' szakasz, ezért az is látszik, hogy a paralelogramma minden pontja a mértani helyhez tartozik.
 

 Weimann Richárd
 dolgozata alapján