|
[1900] sakkmath | 2016-03-14 20:46:35 |
 A 188. feladat a 185. köpönyegéből bújt elő, ezért HoA [1899]-es szép megoldása - átbetűzések után - megoldja 188-at is.
Utóbbira felteszek egy új megoldást, amely a Casey-tételkört érinti oda-vissza. Egyúttal köszönöm W-nek, hogy a témáról alapos összegzést adott [1894]-[1895]-ben.
|
 |
|
[1899] HoA | 2016-02-15 11:00:17 |
 Ha már ismét előjött Sawayama, felteszem elemi megoldásomat a 185. feladatra ( KöMaL 1285. feladat, ld itt [1879]) mielőtt feledésbe merül.
Legyen a körülírt kör k, az AB-t P-ben , AC-t Q-ban érintő kör k1 , külső hasonlósági pontjuk K, erről fogjuk megmutatni, hogy rajta van k-n. Itt is igaz, mint [1880] –ban, hogy a hasonlóságban P ill Q megfelelői az AB, AC ívek L ill. M felezőpontjai. Ismert, hogy az M középpontú MA sugarú és az L középpontú LA sugarú körök O-n is átmennek, ezért AO e két kör közös húrja, centrálisuk, LM ennek felező merőlegese. A BO és CO szögfelezők k-t M-ben ill. L-ben metszik. LM metszéspontja AB-vel ill. AC-vel legyen S ill. U. AO szögfelező, így ASOU rombusz, oldalhossza legyen t. A párhuzamos szelők tétele miatt t hosszúságú SP és UQ is. LSA és OUM Δ -ek hasonlók, mert S-nél ill. U-nál lévő szögeik váltószögek, A-nál ill. M-nél lévő szögeik pedig az LB ívhez tartozó kerületi szögek. Innen az oldalak arányára
t/s=u/t
Emiatt hasonlóak a h1 = PSL és h2 = MUQ Δ-ek, mert megegyeznek két oldal arányában és a közbezárt szögben ( S –nél ill. U-nál fekvő szögük az ASOU rombusz ASU = AUS félszögének csúcsszögei ) . h1-hez és h2-höz hasonló a h3 = KML Δ , mert két szöge ( M-nél ill. L-nél ) megegyezik az előbbiek egy-egy, egymásnak nem megfelelő szögével. LKM ∠ = MUQ ∠= AUS ∠ = 90 – α/2 , ami megegyezik az ML = MA + AL ívhez tartozó β/2 + γ/2 kerületi szöggel, K tehát rajta van k-n.
|
 |
Előzmény: [1893] Sinobi, 2016-01-23 21:43:39 |
|
[1898] Sinobi | 2016-01-31 20:53:15 |
 amúgy ez a koaxális körös, ez koaxiális akar lenni, vagy, valahonnan máshonnan kapta a nevét? Úgy sem látom több értelmét, de legalább valamit jelent. (valami olyat, amit én is ismerek)
|
Előzmény: [1894] w, 2016-01-24 00:14:41 |
|
[1897] Sinobi | 2016-01-31 19:19:19 |
 Hát, a Ptoleimaiosz-ból (és a koaxális körök lemmájából) azonnal adódik:
Ha az alsó érintési pont D, D-ből a megfelelő távolságok a,b,c (ahol a=b); és l az az arány, hogy l*i az i. pont k1-hez húzott érintőjének a hossza, akkor:
AB+BCAC=l(a+b)+BCl(a+c)
ahol a Ptolemaiosz-tétel értelmében
BC⋅a=c⋅l(a+b) + b⋅l(a+c)=3lac+la2
azaz BC=3lc+la, és AB+BCAC=3.
(Valószínűleg kis módosítással adódik, hogy ha U nem az AB felezőpontja, és, D nem az AB felező merőlegesén van (hanem az egyik Apollóniusz-körén), akkor, ez az arány így is konstans. Bár az előbb 'véletlen' volt, hogy kiestek a dolgok.)
.. valaki ismer erre szépet? Nézegettem az előbb belinkelt Poncelet-eset, ott hasonló konfigurációk vannak, de, ahogy néztem pont ez nincs. .. mert az összefüggés nagyon szép rövid, egyszerű.
|
Előzmény: [1896] spongya, 2016-01-31 16:43:50 |
|
|
[1895] w | 2016-01-24 00:16:12 |
 Casey-tétel. Adott a k irányított kör és az azt A,B,C,D pontokban érintő α,β,γ,δ irányított körök. Ekkor ha ABCD négyszög konvex, akkor
Casey-tétel megfordítása. Adott négy irányított kör a síkon: α,β,γ,δ. Ekkor ha teljesítik a (∗) összefüggést, akkor van olyan irányított k kör vagy olyan egyenes, amely mind a négyet érinti.
Bizonyítás. Maga a Casey-tétel egyszerű következménye a (2) képletnek. Ebből a képletből behelyettesítéssel látható, hogy (∗) fennállása nem függ a négy kör sugarától, csupán a négy érintési pont helyzetétől. Vagyis vehetjük a köröket ponttá fajulónak, és ezzel a Ptolemaiosz-tételre vezettük vissza a Casey-t.
Igazából Sharygin szerint lehetünk ügyesebbek is: egy mozdulattal mind a Casey-tételt, mint speciális esetét, a Ptolemaiosz-tételt is levezethetjük, ha a négy körsugarat inkább úgy vesszük fel, hogy α és δ ponttá fajuljon és β,γ az AD húrt érintse. Ekkor a (∗)-beli mennyiségek mind az AD szakaszon jelennek meg, és ezekre (∗)-ot már gyerekjáték ellenőrizni.
A Casey-tétel akkor is igaz marad, ha k nem kör, hanem egyenes. Sőt, éppen ugyanaz a triviális állítás, mint az, amit az imént AD húron megjelenítettünk.
A megfordítás pedig klasszikus tételmegfordítás: magát a tételt használó indoklása van.
Mindenekelőtt jegyezzük meg, hogy (1) szerint ha mind a négy irányított körünk sugarát ugyanazzal a mennyiséggel változtatjuk, azzal minden közös érintőszakasz ugyanakkora marad, és közben jól láthatóan a négy kört érintő irányított kör (vagy egyenes) léte sem csorbul. Emiatt változathatjuk a körsugarakat úgy, hogy mondjuk α egyetlen A ponttá fajuljon.
Hogyha a β,γ,δ körök ekkor szintén pontok lesznek, akkor a Ptolemaiosz-tétel megfordítása miatt készen vagyunk. Egyéb esetben pedig az apollóniuszi probléma miatt van két különböző irányított kör (vagy egyenes), ami β,γ,δ mindegyikét érinti: legyenek ezek k1 és k2.
Vezessük be még a λ=tAβtAδ és μ=tAγtAδ jelölést. Ekkor a feltétel szerint
μ=tAγtAδ=tAβtγδ+tAδtβγtAδtβδ=λtγδ+tβγtβδ.
A Hraskó-féle koaxális körös lemma szerint A rajta van azon az ℓ körön/egyenesen, amit a λ arány és β,δ kör meghatároz, illetve azon az m körön/egyenesen, amit μ arány és γ,δ kör meghatároz.
Tegyük össze a két előbbi definíciót! Az ℓ és k1 két pontban metsz, hisz k1 érinti β-t és δ-t. Az is igaz, hogy éppen az egyik metszéspont a k1 kör azon ívére esik, ami nem tartalmazza a k1-nek γ-val való érintési pontját. Legyen ő A1. Ez azért használ, mert a Casey-tételt felírhatjuk:
tA1γtβδ=tA1βtγδ+tA1δtβγ,
tA1γtA1δ=λtγδ+tβγtβδ=μ,
vagyis A1∈m. Hasonlóan felvéve k2-n az A2 pontot, elmondható, hogy A2∈ℓ-ből A2∈m következik.
Tehát A,A1,A2 három pont, ami ℓ∩m metszetbe tartozik. Két kör/egyenes legfeljebb két pontban metszhet, ezért vagy A egybeesik A1,A2 egyikével és készen vagyunk, vagy pedig marad a kellemetlen A1=A2 eset.
Azt az esetet, hogy A1=A2, azzal gyógyíthatjuk, hogy észrevesszük, hogy ilyenkor ℓ és m érintkeznek, és úgy A=A1=A2 következik. Azért lesz ℓ és m érintő, mert ha λ-t lecseréljük valami λ′→λ-ra, úgy a kapott A′1 és A′2 pontok már különbözőek, és ez a két különböző metszéspontja a nyert ℓ′ és m′ görbéknek; mivel A′1 és A′2 is az A1=A2-höz fog tartani, ezért ℓ és m „mindkét metszéspontja” A1=A2, vagyis érintkeznek. (Ez ilyenformán meggyőző érvelésnek hangzik, de precizzé tehető.)
A bizonyítás ezzel pedig véget ért.
|
|
[1894] w | 2016-01-24 00:14:41 |
 Leírom saját tolmácsolásomban a Casey-tételt és megfordítását, bizonyítással együtt.
Az "oda irány" az angol Wikipédián látott bizonyítás diszkusszióval való helyessé tételével adódott. A megfordítás bizonyítása a Sharygin: Problems in Plane Geometry c. könyvben található meg.
Sajnálom, ábrá(ka)t nem csatolok, az Olvasónak papírt és rajzszerszámot kell majd ragadnia, ha nem kívánja fejben elképzelni az ábrákat.
Szükségünk lesz az irányított kör fogalmára. Egy irányított kör egy kör a síkon, amihez egy ϵ∈{1,−1} előjelet rendelünk. Azt mondjuk, hogy az irányított kör sugara R=ϵ|R|, ahol |R| a szokásos értelemben vett sugár. Azt mondjuk, hogy x,y irányított körök érintik egymást, hogyha irányítatlan köreik belülről érintik egymást és x,y azonos irányítású, vagy pedig kívülről érintik egymást és x,y ellentétes irányítású. (Például: egybeeső körök belülről érintik egymást, ezért azonos irányításnál érintőek, különböző irányításnál nem. Egy ponttá fajuló kör irányítása mindegy, mert 0 a sugara.)
Jelölje még x,y irányított körökhöz txy az x és y körök közös „külső” érintőszakaszának a hosszát. Vagyis ha x,y azonos irányítású, a külső érintőszakaszt, ha különböző irányítású, a belső érintőszakaszt kell venni.
Legyen x,y irányított körök középpontja Ox,Oy, sugara Rx,Ry. Ekkor Pitagorasz-tétel szerint
és ebből levezethető, hogy ha x,y rendre az X,Y pontban érint egy Rk sugarú irányított k kört, akkor
txy=√(1−RxRk)(1−RyRk)⋅|XY|. | (2) |
Fontos még az apollóniuszi problémáról szót ejteni. Tulajdonképpen következik belőle, hogy ha adott három irányított kör, x,y,z, melyek valamelyikének nem nulla a sugara, akkor két olyan irányított kör is adható, melyek x,y,z mindegyikét érintik.
Még egy lemmát használunk, amit koaxális körök lemmájaként is hallottam, bár én elsőként ebben a cikkben láttam, nevezetesen hogy ha adott két kör, akkor az olyan pontok halmaza, melyekre a két körhöz húzott érintők hosszainak aránya λ, kör, ha λ≠1, és épp a hatványvonal, ha λ=1. (Amúgy ha a két körünk ponttá fajul, épp a pontok Apollóniusz-köreit kapjuk.)
Ennyi bevezetés után rátérek a két állítás kimondására.
|
|
[1893] Sinobi | 2016-01-23 21:43:39 |
 Sawayama => egy ABC háromszög két oldalát érintő kör pontosan akkor érinti a k körülírt körét is, ha az érintési pontok tükrösek a beírt kör I középpontjára.
Ez alapján: t tükörképe I-re átmegy U-n, tehát átmegy Z-n is, ezt akartuk belátni.
|
 |
Előzmény: [1890] sakkmath, 2015-12-21 02:01:39 |
|
[1892] w | 2016-01-23 11:18:59 |
 Megpróbálom hamarosan leírni a preciz kimondását a tételnek és a megfordításnak. Van bizonyítás is hozzájuk. (Szeretném viszont az irányításokat is rendbetenni.)
|
Előzmény: [1891] HoA, 2016-01-22 16:42:16 |
|
[1891] HoA | 2016-01-22 16:42:16 |
 Mit értesz megfordításon? Ahogy én ismerem, ez a tétel adott módon érintkező 1 + 4 kör közös érintőszakaszai közötti méretes összefüggést állít. Mi ennek a megfordítottja?
|
Előzmény: [1889] sakkmath, 2015-12-13 13:13:22 |
|
[1890] sakkmath | 2015-12-21 02:01:39 |
 188. feladat: Adott egy k kör az AB húrral, s annak U felezéspontjával. Legyen adott a k1 kör úgy, hogy érintse az AB szakaszt U-ban és érintse a k kört. A k1 kör A-n átmenő, AB-től különböző érintőjét jelöljük t-vel. A k kör és t A-tól különböző metszéspontja C, a BC szakasz felezéspontja Z. Tekintsük azt a k2 kört, amelyik a BC egyenest Z-ben érinti és érinti az AC egyenest. Bizonyítsuk be, hogy k2 és k érinti egymást.
|
|
[1889] sakkmath | 2015-12-13 13:13:22 |
 Létezik-e a Casey-tétel megfordításának elemi geometriai bizonyítása?
|
|
[1888] Sinobi | 2015-10-29 11:11:13 |
 Aha. És az igaz-e, hogy a köréírt körük középpontja is egyenletesen, egyenesen mozog? (például limeszben mozoghat egyenesen, hogy egyébként hiperbola/harmadrendű a mértani helye)
Ha nem ajánlasz mást, akkor a 187. feladat legyen egy szokásos, szimpla egyeneses-távolságos (csak mert az én megoldásom ronda, és nem találok szépet):
ABCD négyszögben M,N := mid(AC), mid(BD); E,F := MN∩AB, MN∩CD; P := AC∩BD; Q := ED∩AF, (lásd ábra), bizonyítsd be, hogy QP felezi az EF szakaszt.
Aztán, valaki ajánljon mást (mondjuk, aki megoldja).
|
 |
Előzmény: [1887] Fálesz Mihály, 2015-10-26 15:34:28 |
|
[1887] Fálesz Mihály | 2015-10-26 15:34:28 |
 Ebben a formában nem igaz. Például, ha a négy pont A(t)=(−t,0), B(t)=(t,0), C(t)=(2t,1) és D(t)=(−2t,1), akkor t=0 esetén két-két pont egybeesik, t≠0 esetén pedig a négy pont egy szimmetrikus trapéz csúcsai. A négy pont tehát mindig egy körön van. Ugyanakkor a négy sebességvektor (−1,0), (1,0), (2,0) és (−2,0) egy egyenesre esik.
Az viszont igaz, hogy a négy sebességvektor egy körre vagy egy egyenesre esik. Ha valamelyik két sebességvektor egyenlő, akkor a sebességvektorok triviálisan egy körön vagy egyenesen vannak. Tegyük tehát fel, hogy a négy sebességvektor különböző. Tekintsük a pontokat komplex számoknak, és vizsgáljuk a
(A(t),B(t),C(t),D(t))=C(t)−A(t)B(t)−C(t):D(t)−A(t)B(t)−D(t)
kettősviszony határértékét, ha t→∞. A négy pont akkor és csak akkor van egy körön vagy egy egyenesen, ha a kettősviszony nem értelmes, mert valamelyik két pont egybeesik (ilyen legfeljebb 4 pillanatban történhet), vagy a kettősviszony tisztán valós. A ketősviszony tehát véges sok ponttól eltekintve valós, így a határértéke is tisztán valós. A határértéke viszont éppen a sebességvektorokból készített kettősviszony:
lim
így ez is valós, tehát a négy sebességvektor, \displaystyle A', \displaystyle B', \displaystyle C' és \displaystyle D' egy körön vagy egy egyenesen van.
|
Előzmény: [1886] Sinobi, 2015-10-24 10:24:25 |
|
[1886] Sinobi | 2015-10-24 10:24:25 |
 186. feladat: Igaz-e, hogy ha 4 pont egyenletes sebességgel mozog a síkon úgy, hogy minden t időpillanatban egy körre esnek, akkor a sebességvektoraik végpontjai is egy körre esnek?
|
|
|
[1884] Hajba Károly | 2015-08-14 08:22:52 |
 Köszi. Közben a kép alapján ráleltem a MathPuzzle az első linkeddel teljesen hasonló oldalára.
Hiányoltam az ún. Cairo csempézést, de ez alapján rájöttem, hogy az a 2-es és 4-es típusba is beletartozik, ahogy sejtettem is az átfedás lehetőségét.
Mások rácspontokon keresztül osztályoznak, de a többlet rácspontnál a szögnek 180 fokosnak kell lennie.
|
Előzmény: [1883] Róbert Gida, 2015-08-13 17:57:01 |
|
|
[1882] Hajba Károly | 2015-08-12 16:15:52 |
 Most olvastam egy cikket a sík ötszögekkel történő lefedéséről, amely cikk erre az angol cikkre hivatkozik.
Angolul nem értek annyira, hogy megértsem a forráscikket, a magyar cikkben meg szerintem nincs minden feltétel leírva.
Lényeg és ami engem érdekelne, hogy mi külön-külön a 15 féle lefedési forma egyedisége?
Úgy érzem, hogy némely lefedések valamely feltételben hasonlóak, így csoportosíthatók és a csoporton belül egyéb, külön feltételek megléte miatt különbözik a csoport többi tagjától. És azt sem tartom kizártnak, hogy egyes csoportok átfedőek.
Minden infó érdekel és előre köszönök minden segítséget.
|
|
[1881] HoA | 2015-03-16 14:23:18 |
 A megoldás szép és egyszerű, de én a Pascal-tételt, mint a projektív geometria tárgyába tartozót, nem érzem elég eleminek. :-)
|
Előzmény: [1880] w, 2015-03-11 17:51:23 |
|
[1880] w | 2015-03-11 17:51:23 |
 Tekintsük inkább azt az \displaystyle \omega kört, amely a körülírt \displaystyle k kört belülről érinti \displaystyle K-ban, és érinti még az \displaystyle AB,AC félegyeneseket \displaystyle X és \displaystyle Y pontban.
Az érintés miatt \displaystyle \omega kör \displaystyle k-ba vihető egy nagyítással \displaystyle K-ból, és e nagyítással \displaystyle X képe olyan \displaystyle L pont \displaystyle k-nak a \displaystyle C-t nem tartalmazó \displaystyle AB ívén, amelyben húzott érintő párhuzamos \displaystyle AB-vel: ez éppen az \displaystyle AB ív felezőpontja. Hasonlóan, \displaystyle Y' pedig a megfelelő \displaystyle AC ív \displaystyle M felezőpontja lesz.
Ha most alkalmazzuk a Pascal-tételt a \displaystyle KLCABM húrhatszögre, adódik, hogy \displaystyle KL\cap AB=X, \displaystyle LC\cap BM=O (ez a beírt kör középpontja, hisz két szögfelező metszéspontja) és \displaystyle CA\cap MK=Y egy egyenesre esik. Továbbá mivel \displaystyle AB,AC-t érinti, így \displaystyle \omega szimmetrikus \displaystyle BAC\angle szögfelezőjére, így \displaystyle AO és \displaystyle XY merőleges lesz. Tehát \displaystyle X=P, \displaystyle Y=Q és készen vagyunk.
(Egyébként ez a feladat is a Sawayama-lemma következménye.)
|
 |
Előzmény: [1879] HoA, 2015-03-11 15:21:55 |
|
[1879] HoA | 2015-03-11 15:21:55 |
 Már régen nem szerepelt itt a téma saját számozású feladata. Ha nem tévedek, az [1742] -beli "N+1-edik" feladatot nem számítva 184. volt az utolsó. Legyen tehát a
185. feladat : Az \displaystyle ABC háromszögbe írt kör \displaystyle O középpontján át az \displaystyle AO szögfelezőre állított merőleges az \displaystyle AB olalt \displaystyle P-ben, \displaystyle AC-t \displaystyle Q-ban metszi. Rajzoljuk meg azt a kört, amely \displaystyle AB-t \displaystyle P-ben , \displaystyle AC-t \displaystyle Q-ban érinti. Bizonyítsuk be, hogy ez a kör érinti a háromszög körülírt körét.
Ez valójában egy "Lejárt határidejű KöMaL feladat" ( 1285. ) , de annyira lejárt, hogy inkább ide teszem. Annak ikdején a Lapban egy számításos megoldás jelent meg. Itt a fórumon a GEOMETRIA témában már találkoztunk ezzel a körrel ( ld. 151. feladat [1217] ) . Az ott következő hozzászólásokban közel kerültünk a mostani feladat inverziós megoldásához. Ezért most egy elemi geometriai megoldás reményében teszem fel.
|
|
[1878] csábos | 2014-10-03 09:09:14 |
 Kiindultam a HoA féle szinuszos egyenletből. Felvettük ,,véletlenszerűen" az együtthatók értékeit, és ekkor \displaystyle \cos\alpha-ra egy negyedfokú egyenletet kaptunk. Az a kérdés, hogy ennek az egyenletnek a gyökei szekeszthetőek-e. Az egy igazi jó kizáró ok lenne, ha ez egy harmadfokú, \displaystyle Q fölött felbonthatalan polinom lenne. Sajnos nem az. Ha valaki találna paramétereket úgy, hogy ez egy első és harmadfokú szorzata lenne, és az elsőfokú gyöke nem megoldás, akkor nyilvánvalóbb lenne az indoklás. Ezért kis érdeklődés és lapozgatás után rábukkantam arra az összefüggésre, hogy ha találunk egy olyan prímet, ami fölött ennek a polinomnak van fölbonthatatlan, páratlanfokú osztója, akkor nem szerkeszthető a gyöke. Kézenfekvő volt az 5.
|
Előzmény: [1876] Bátki Zsolt, 2014-10-02 20:43:53 |
|
|