Keresés


Toplista

Toplista
  • betöltés...

Magántanár kereső

Ha szívesen korrepetálnál, hozd létre magántanár profilodat itt.
Ha diák vagy és korrepetálásra van szükséged, akkor regisztrálj be és írd meg itt, hogy milyen tantárgyban!

Matek SOS

525
Melyek azok a nem szabályos háromszögek, amelyek magasságpontja, köré írt körének középpontja, beírt körének középpontja és két csúcsa egy körre esik?
Odáig eljutottam, hogy a háromszög egyik szöge mindig 60 fok és az ezzel szembeni oldal két pontja van a körön.
Jelenleg 1 felhasználó nézi ezt a kérdést.
0
Középiskola / Matematika

Válaszok

1
Két dolgot kellene bizonyítani. Egyrészt a 60°-al szembeni oldalra tükrözve a háromszög köré írt kört a megmaradt három kitüntetett pont illeszkedik erre a körre. Továbbá be kellene látni, hogy a 60°-os szögön kívül más esetek nem jöhetnek szóba.

A probléma első részének bizonyítása:

Legyen `ABC∆` `A`-nál lévő szöge `α=60°`. Legyen továbbá a háromszög körül írt körének középpontja `P`, a háromszögbe írt kör középpontja `Q` és a magasságpontja `M`. Legyen `k` kör háromszög körülírt köre, `k'` a háromszög `k` körének `BC` szakaszra vonatkoztatott tükörképe. Bizonyítjuk, hogy ha a háromszög körülírt körét `BC` szakaszra tükrözzük, akkor erre nemcsak a `B` és a `C` csúcspontok, hanem a másik három kitüntetett pont, nevezetesen a `P`, a `Q` és az `M ` pontok is illeszkedni fognak.

A kör tükrözésekor az `A` pont az `A_0` pontba megy át. Továbbá `β+γ=120°, β/2+γ/2+CQB∢=180°`, `CQB∢=120°` A háromszögbe írt kör középpontjából `120°` alatt látszódik a `BC` szakasz, a `Q` pont a szögfelezőkön van, ezért az `A_0BQC` négyszög húrnégyszög.

`P` pont esetén vegyük észre, hogy `CPB∢=120°`-os középponti szöghöz tartozik a `CAB∢=60°`-os kerületi szög. Ebből következik, hogy a `k'` körön a `CPBA_0` négyszög szintén húrnégyszög, mert az `A_0` és a szemben levő `P` pontban levő szögek összege `180°`, vagyis mind a négy pont rajta van a `k'` körön. Ugyanis a `k` kört az `A, B, C` pontok, míg az `A_0, B, C` pontok a tükrözött `k'` kört fogják meghatározni.

Az `M` magasságpont vizsgálatánál a derékszög esete szinte trivialitás, mert `β=90°` esetén a `P` pont az `AC` szakasz felező pontja lesz és az `M` pont megegyezik a `B` ponttal. Hegyesszög esetén előjön három "kis húrnégyszög", de ezekből minket csak az egyik érdekel. Legyenek az `AB` és `AC` egyeneseken a megfelelő talppontok `T_c` illetve `T_b`. Vegyük észre, hogy `AT_cMT_b` négyszög húrnégyszög, mert a szemben lévő szögek összege `180°`. Így `T_bMT_c∢=BMC∢=120°`. Ebből következik, hogy `M` pont is illeszkedik a kérdéses `k' `kör `ABC∆` belsejéhez (ti. a háromszög tartomány belső pontjainak halmazához). Tehát `MBA_0C` négyszög szintén húrnégyszöget alkot.
Tompaszög esetére a kerületi szögekre kimondott tételek adnak segítséget.
Legyen ugyanis `β>90°`. Ekkor az `T_c` talppont az `AB` egyenes `AB` szakaszt nem tartalmazó `B` ponthoz közelebb eső részén fog elhelyezkedni. A `T_b` talppont az `AC` szakasz belső pontja lesz. Az `AT_c` egyenes a síkot két részre bontja, ahol `M` pont a `C` pontot nem tartalmazó félsíkon helyezkedik el. `T_bBA∢=T_cBM∢=30°`. Következésképp `T_cMB∢=CA_0B∢=60°`.
Tehát `T_cMB∢` és a `CA_0B∢=60°` szög ugyanahhoz `BC` ívhez tartozó kerületi szögek. Tehát `M` pont illeszkedik a kérdéses `k'` körhöz is.
q.e.d.

Módosítva: 3 éve
1