Árki Tamás és Hraskó András

Kísérletező geometria

Készült a Közoktatási Modernizációs Közalapítvány (KOMA) támogatásával


szv00705 feladatHány olyan kardioid van, amely egy adott háromszög mindhárom oldalegyenesét érinti, és van olyan oldalegyenes, amelyet kétszer is?
A(z) szv00705 feladat 1. megoldása

A "Morely tétele" cikkben "Morley V. állítása" néven szereplő tételt használjuk.

Legyenek a háromszög oldalegyenesei e1, e2 és e3. Ha e3 a kettős érintő, akkor az e2, e3, e3, illetve az e1, e3, e3 egyeneshármasok szögharmadolóinak metszéspontját kell tekinteni. Mindkettő szögharmadolóból három van, így 9 metszéspontot kapunk. Ugyanennyit kapunk, ha e1 vagy e2 a kettős érintő.

A(z) szv00705 feladat 2. megoldásaLegyenek a háromszög oldalegyenesei e1, e2 és e3. Tegyük rá a kardioidot az e1 oldalegyenesre, hogy kétszer is érintse. Azután toljuk el úgy, hogy e2–t is érintse. Ezt háromféleképpen is megtehetjük, hiszen bármelyik iránnyal párhuzamosan három érintője is van a kardioidnak. Ezután nagyítsuk fel a kardioidot az E3=e1∩e2 pontból úgy, hogy érintse e3-at. Ezt is háromféleképpen tehetjük meg, hiszen az e3 iránnyal párhuzamosan is három érintő van. Innen már adódik, hogy a keresett kardioidok száma 3×3×3.
A(z) szv00705 feladat 3. megoldásaEzen kardioidok centrumai a kardioid középpontok alkotta egyenesek metszéspontjaiban vannak (lásd a "Morely tétele" cikkben Morley V. állításának bizonyítását, valamint az szv00702 feladat 1. megoldásának 1. megjegyzését). Három irány mindegyikében három egyenes van, így ezeknek 3×3×3 metszéspontja van.