Feladat: B.4893 Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: nehéz
Füzet: 2018/január, 28 - 29. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Feladat, Síkgeometriai bizonyítások, Háromszög nevezetes vonalai, Középponti és kerületi szögek, Tengelyes tükrözés
Hivatkozás(ok):Feladatok: 2017/szeptember: B.4893

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

Használjuk az ábra jelöléseit.

 
 

Legyen az A, B, C pontokon átmenő k kör középpontja O. Ismert, hogy ABBC esetén az ABC szögfelezőjének és az AC oldalfelező merőlegesének pontosan egy közös pontja van, és ez a közös pont rajta van az ABC háromszög köré írt körén. Ez a közös pont az E pont, azaz E rajta van az AC oldalfelező merőlegesén.
Jelöljük a OE oldalfelező merőlegesnek és az AC oldalnak a metszéspontját (vagyis AC felezőpontját) M-mel. Mivel EMD=90, azért Thalész tétele alapján M rajta van a DFE háromszög körülírt körén. Az EO egyenes messe másodszor a k kört H-ban. Mivel DFE=90 és HFE=90 (Thalész tétele alapján), a DF egyenes átmegy H-n.
Thalész tétele alapján HBE=90, mivel HE átmérő. Vagyis, mivel HBD+DMH=90+90=180, a HBDM négyszög húrnégyszög. Így a kerületi és középponti szögek tétele alapján MHD=MBD.
Mivel HBFE is húrnégyszög, ismét a kerületi és középponti szögek tétele alapján EHF=EBF.
Tehát DBF=MBD, így BF tükörképe BD-re BM, azaz BF tükörképe valóban a súlyvonal.
 

Többen megjegyezték, hogy a feladat állítása ekvivalens azzal, miszerint a BF egyenes az ABC háromszög egy szimmediánja. A szommediánról bővebben olvashatunk Surányi László: A háromszög kevésbé ismert nevezetes pontjairól II. rész (KöMal-1984/november) cikkében.