Feladat: B.5042 Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Bán-Szabó Áron 
Füzet: 2020/december, 537. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Feladat, Síkgeometriai bizonyítások
Hivatkozás(ok):Feladatok: 2019/szeptember: B.5042

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

Az AB és CD szakaszok felezőmerőlegesei messék egymást a K pontban. A K pont biztosan létezik, hiszen ellenkező esetben ABCD, viszont a feltétel szerint ABCD nem trapéz.

 

 

Egy szakasz felezőmerőlegesének minden pontja egyenlő távolságra van a szakasz két végpontjától, így KA=KB és KC=KD. Azt is tudjuk, hogy AC=BD, így az AKC és BKD háromszögekben az oldalak páronként egyenlő hosszúak, azaz a két háromszög egybevágó. Az egybevágóság alapján KAM=KAC=KBD=KBM. A kerületi szögek tételének megfordítása miatt az A, B, K és M pontok egy körön vannak. Hasonlóan azonnal látható, hogy a C, D, M, K pontok is egy körön vannak.
Ezzel beláttuk, hogy az (ABM) és (CDM) körök második metszéspontja a K pont.
Az AKC és BKD háromszögek egybevágóságából következően a K pont ugyanolyan messze van az AC és BD egyenesektől, tehát mindenképpen rajta van az AC és BD egyenesek egyik szögfelezőjén. Ez a szög nem lehet az AMB=CMD szög, hiszen az AMKB és DMKC húrnégyszögek, tehát konvexek.
A K pont így biztosan a BMC szög felezőjére illeszkedik.
 

Bán-Szabó Áron (Budapesti Fazekas M. Gyak. Ált. Isk. és Gimn., 10. évf.)
dolgozata alapján