A 'C'-sek Lexikona

Tartalomjegyzék

Geometria I.

Pithagorasz-tétel
Pithagorasz-tétel bizonyítás I
Pithagorasz-tétel bizonyítás II.

Kombinatorika

Permutáció:
a.) Ismétlés nélküli
b.) Ismétléses

Kombináció
a.) Ismétlés nélküli
b.) Ismétléses

Variáció
a.) Ismétlés nélküli
b.) Ismétléses

Valószínűségszámítás

Kísérlet
Esemény
Valószínűség

Geometria II.

Fauerbach-kör
Középpontos hasonlóság
Párhuzamos szelők tétele
Magasságtétel
Befogótétel

Feladatok

Kombinatorika
Produktum és summa

 

 

A Feuerbach-kör

A háromszög oldalfelező pontjai, a magasságvonalainak talppontjai, és a magasságpontot a csúcsokkal összekötő szakaszok felezőpontjai egy körön vannak.

 

Rajzoljuk be AMBC, ACMB és ABCM négyszögek oldalfelező pontjai által meghatározott négyszögeket. Az így kapott kék, zöld és piros négyszögek téglalapok, amit a következőből láthatjuk be:


Ha behúzzuk egy négyszög oldalainak felezőpontjai által meghatározott négyszöget, akkor egy paralelogrammát kapunk.

Bizonyítás

(Ennek a betűzésnek nincs köze a fentihez.)
és . Ebből következik, hogy , mert és egy-egy háromszög középvonala. Ezért azt is tudjuk, hogy és , tehát . Ez a két oldal párhuzamos és egyenlő nagyságú, hiszen mindkettő párhuzamos és fele akkora, mint BD. Az előzőekhez hasonlóan ugyanez belátható és -ről. Tehát beláttuk, hogy a felezőpontok által meghatározott négyszög szemközti oldalai páronként párhuzamosak és egyenlő hosszúak, tehát ez egy paralelogramma.

Ebben az esetben ez a paralelogramma egy téglalap, mivel a négyszög átlói merőlegesek egymásra (az egyik az ABC háromszög egyik oldala, a másik az ehhez az oldalhoz tartozó magasság). A Thalesz-tétel megfordításból következően a téglalap átlói felezve metszik egymást. Tehát a csúcsai egy körön vannak. Mivel a , és téglalapok közül bármelyik kettőnek van egy közös átlója. Tehát ez a hat pont egy körön van, melynek középpontja az átlók metszéspontja. Ez a Feuerbach-kör.
-re, mint átmérőre emeljünk Thalesz-kört. A Thalesz-tétel megfordítása következtében ezen a körön rajta lesz, mert. Hasonló alapon átmérőjű körön , az átmérőjű körön rajta lesz. Az előbb említett három kör megegyezik, mert mindhárom egybeesik a Feuerbach-körrel. Így ezen a körön vannak a háromszög oldalfelező pontjai, a magasságvonalainak talppontjai, és a magasságpontot a csúcsokkal összekötő szakaszok felezőpontjai.

Vissza a tartalomhoz

A középpontos hasonlóság

Két síkidom hasonló egymáshoz, ha egybevágósági transzformációkkal és középpontos hasonlósággal egymásba vihetőek.

O: középpont, : nagyítási arány, P' a P pontnak a képe

 

Tulajdonságai:

  • egyenes képe az eredetivel párhuzamos egyenes
  • csak a középpont fixpont
    (Kivéve,ha , mert ekkor minden ponz fix.)
  • szögtartó
  • a szakasz hossza -szeresére változik
  • a vektor -szorosára változik
  • síkban a körüljárási irány nem változik
    (Ez csak akkor igaz, ha 2k dimenzióról van szó.)
  • a szakaszok egymáshoz viszonyított aránya nem változik
    A fenti tulajdonságokat először belátom -re:  
    Az o egyenesen kiválasztik két pontot, -t és -t. Ezekre a pontokra elvégezzük a -szeres nagyítást, így megkapjuk -t és -t. Húzzuk be ennek az egyenesét! (Fontos, hogy erről az egyenesről nem állítjuk, hogy o' pontjai.) háromszögnek a a középvonala, mert és . Ezért egyenese párhuzamos egyenesével.
    Most a pont mellé az oegyenesen a pontot veszem föl. A fentiekhez hasonlóan egyenese párhuzamos egyenesével.
    és egyeneseknek van közös pontja, , és mindkettő párhuzamos egyenesére. Mivel az Euklideszi-geometriában egy adott ponton át egy adott egyenessel csak egy párhuzamos húzható, ezért egyenes egybeesik .
    Az előzőekből következően o egyenes minden pontja egy vele párhuzamos o' egyenesbe megy (ez egyenese). Még azt kell belátni, hogy o' egyenes minden pontja az o egyenes pontjainak képe.
    Fölveszek o'-n egy B' pontot. Ezt összekötöm O-val. Mivel és , ezért az háromszög középvonalából következően .
    Tehát -re egyenes képe vele párhuzamos egyenes lesz, szakasz képe pedig vele párhuzamos és akkora lesz.

    Most lássuk be -ra!

    -nek , -nek a képe. és pontokat úgy veszem föl, hogy és egyenletek igazak legyenek. háromszög súlyvonala , ezért . Ezekből következik, hogy háromszögben középvonal, tehát . Ebből meg a -ből következik, hogy háromszögben középvonal, tehát . egybeesik . Mivel és , ezért .
    Az említett háromszögeket és középvonalukat felhasználva:





    Tehát . A pontot rögzítem, és , ... pontokat veszek föl. Erre a fönti levezetés ugyanígy megcsinálható. Tehát -ra egyenes képe vele párhuzamos egyenes, szakasz képe pegig vele párhuzamos, és 3-szor akkora.
    (Ezt a gondolatmenetet lehetne folytatni -re, és ugyanezeket kell majd fölhasználni.)

    Majd -re!

    háromszöggel úgytapétázom ki síkot, hogy mindig a középpontjára tükrözöm (például háromszöget -re tükrözve ABC háromszöget kapjuk).
    Elnevezem a szögeket. Legyen , és ! Ebből következően
    , , , , , , , , ... Mivel , ezért egy egyenesen van.
    Ugyanezen az elven , ... is egy egyenesen van.
    A pontot rögzítem, és , ... pontokat veszek föl, ezekre ugyan az bebizonyítható. Az egyállású szögekből következően a nagyítás párhuzamos egyenest ad.
    Tehát a -szeres nagyításnál szakasz képe vele párhuzamos és n-szerese.
    Majd végül -ra!
    Ez a nagyítás egyenlő egy p-szeres nagyítással és egy q-szoros kicsinyítéssel (p és q egész számok). Ezekre már fönt bizonyítottuk a tulajdonságokat, tehát ezek racionális nagyításnál is igazak.

     

    Két háromszög hasonló egymáshoz, ha: