Mathematical and Physical Journal
for High Schools
Issued by the MATFUND Foundation
Already signed up?
New to KöMaL?

Problem C. 1539. (April 2019)

C. 1539. Let \(\displaystyle E\) denote the point on side \(\displaystyle AB\) of a square \(\displaystyle ABCD\) which divides the side \(\displaystyle 1:3\), with the shorter segment lying closer to \(\displaystyle A\). Let \(\displaystyle F\) be an arbitrary point of diagonal \(\displaystyle BD\). Determine the minimum of the sum \(\displaystyle AF+EF\).

(5 pont)

Deadline expired on May 10, 2019.


Sorry, the solution is available only in Hungarian. Google translation

Megoldás. Vegyük a négyzet oldalát egységnyinek: \(\displaystyle AB=1\).

Először tükrözzük az \(\displaystyle E\) pontot a négyzet \(\displaystyle BD\) átlójára, képe legyen \(\displaystyle E'\). Ekkor \(\displaystyle E'\) rajta lesz a \(\displaystyle BC\) oldalon (a \(\displaystyle C\)-hez közelebbi negyedelőpont lesz) és \(\displaystyle FE=FE'\) (a tengelyes tükrözés tulajdonságai miatt), azaz a feledattal ekvivalens \(\displaystyle AF+E'F\) összeg minimumát keresni.

Így az \(\displaystyle AFE'\) töröttvonal hosszának minimumát keressük, és ez a töröttvonal akkor a legrövidebb, ha egyenes (a háromszög-egyenlőtlenség miatt), azaz az \(\displaystyle A\), \(\displaystyle F\) és \(\displaystyle E'\) pontoknak egy egyenesen kell lennie. Ezek alapján a legjobb \(\displaystyle F\) nem más, mint \(\displaystyle AE'\)-nek és \(\displaystyle BD\)-nek a metszéspontja (lásd a következő ábrán).

Ekkor a keresett \(\displaystyle AF+E'F\) minimuma nem más mint az \(\displaystyle AE'\) szakasz hossza. Ennek meghatározásához írjuk fel a Pitagorasz-tételt az \(\displaystyle ABE'\) háromszögre:

\(\displaystyle AE'= \sqrt{1+\left(\frac{3}{4}\right)^2}=\frac{5}{4}.\)

Azaz az \(\displaystyle AF+EF\) összeg minimuma \(\displaystyle \frac{5}{4}\).


Statistics:

104 students sent a solution.
5 points:56 students.
4 points:10 students.
3 points:13 students.
2 points:7 students.
1 point:6 students.
0 point:10 students.
Not shown because of missing birth date or parental permission:2 solutions.

Problems in Mathematics of KöMaL, April 2019