Feladat: B.4985 Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: nehéz
Megoldó(k):  Beke Csongor 
Füzet: 2020/október, 412 - 413. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Feladat, Síkgeometriai bizonyítások, Háromszögek nevezetes tételei, Magasságpont
Hivatkozás(ok):Feladatok: 2018/november: B.4985

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

A négy egyenes metszéspontjait betűzzük meg az ábrán látható módon P1, P2, K1, K2, S1, S2-vel. Az eredeti megoldás szerint ezek színeket is jelentenek. A betűzést úgy választottuk, hogy mindegyik egyenesen a Ki, Pj, Sk pontok közül pontosan egy helyezkedjen el, vagy más szóval bármely három egyenes által meghatározott háromszögnek mindhárom csúcsa különböző ,,színű''. A Thalész-tétel megfordításából látható, hogy az összes háromszög magasság-talppontjai rajta vannak az azonos nevű/színű pontok által meghatározott szakaszra mint átmérőre emelt körökön. A P1P2 Thalész-köre által kimetszett talppontokat Ti-vel, a K1K2 Thalész-köre által kimetszetteket Rj-vel, míg az S1S2 Thalész-köre által kimetszett magasság-talppontokat Qk-val jelöltük. Legyenek továbbá a Thalész-körök ebben a sorrendben a p, k, s körök. A háromszögek magasságpontjai M1, M2, M3 és M4. Azt fogjuk belátni, hogy a magasságpontoknak a három körre vett hatványai egyenlők, ezért csak egy egyenesen lehetnek (már akkor is egy egyenesen kell legyenek, ha két körre egyenlő a hatványuk.)

 

 

Ha például a P1K1S2 háromszög M1 magasságpontjának vizsgáljuk a p körre (az ábrán szaggatott vonallal jelzett) vonatkozó hatványát és a k körre (az ábrán a pontokkal jelölt kör) vonatkozó hatványát, akkor ehhez a két körhöz érdemes hozzávennünk még a P1K1 Thalész-körét is, legyen ez a c kör. Ezen a körön is rajta vannak a P1, K1, R3, T3 pontok. Így a p és c körök hatványvonala a P1T3 egyenes, továbbá a k és c körök hatványvonala a K1R3 egyenes. Látjuk tehát, hogy az M1 pont a p, k és c körök hatványpontja, tehát a p-re és k-ra vonatkozó hatványa is megegyezik. Ugyanígy bizonyítható a hatványok egyenlősége bármely másik két körre és magasságpontra. Az állítást ezzel beláttuk.
 

Beke Csongor (Budapest, Békásmegyeri Veres Péter Gimn., 11. évf.) dolgozata alapján