maj 2024

Zad. 1. Czy istnieje trójkąt o bokach długości 7 i 2, w którym wysokość opuszczona na trzeci bok jest średnią geometryczną pozostałych wysokości.

Zad. 2. Wewnątrz kwadratu ABCD obrano punkt M taki, że |∡ACM| = |∡MAB| = 25°. Znajdź miarę kąta MDC.

Zad. 3. Okrąg o środku D przechodzi przez wierzchołki A i B trójkąta ABC oraz przez środek O okręgu do tego trójkąta dopisanego i stycznego do boku BC. Wykaż, że punkty A, B, C i D leżą na jednym okręgu. 

Zad. 4. (wolna amerykanka) Obwód czworokąta wypukłego ABCD wynosi 4. Wykaż, że jego pole jest nie większe niż 1. 

 

Wyniki: 

W tym miesiącu za zadania 1-3 po 30 pkt. otrzymali: Dominik Bysiewicz (student matematyki na UJ), Robert Ciężabka (korepetytor, Osiek Jasielski), Radosław Górzyński (uczeń I LO Lubin), Elżbieta Grzechnik (emerytowana nauczycielka z Radomia), Mikołaj Popek (student UAM), Tadeusz Porzucek (emerytowany nauczyciel z Gostynia) oraz Marzena Wąsiewicz (nauczycielka z Kajetan).

Za zadanie 4 po 10 pkt. otrzymali: Dominik Bysiewicz, Robert Ciężabka, Radosław Górzyński, Elżbieta Grzechnik, Zygmunt Krawczyk (emerytowany nauczyciel ze Szprotawy), Mikołaj Popek, Tadeusz Porzucek oraz Marzena Wąsiewicz. Gratulacje!

 

Odpowiedzi: 

Zad. 1. Oznaczmy pole trójkąta ABC przez S. Wówczas  h1 = 2S/2 oraz h2 = 2S/7. Niech h będzie średnią geometryczną h1 i h2. Mamy h = √(hh2) = S·√(2/7). Z drugiej strony S = h·c/2, skąd otrzymujemy c = √14. Zauważmy, że nie zachodzi nierówność |AB| + |AC| > |BC|, bo 2+√14 < 7. Sprzeczność dowodzi, że taki trójkąt nie istnieje.

 

Zad. 2. Zauważmy, że |∡MAC|=20° i |∡AMC|=135°. Z drugiej strony kąt rozwarty ADC ma miarę 270°. Oznacza to, że kąt AMN jest wpisany w okrąg o środku w punkcie D i dalej |∡MDC|=40°, bo jest środkowy oparty na łuku CM.

Zad. 3. Wystarczy wykazać, że kąty ACB i ADB są przystające. Miara kąta wpisanego AOB jest równa |∡OBX| – |∡BAO| = |∡CBX|/2–|∡BAO| = (180°–β)/2 – α/2 = 90°–β/2–α/2 = γ/2. Oznacza to, że kąt środkowy ADB ma miarę γ, cbdo.

 

Zad. 4. Zauważmy, że GE jest linią średnią w trójkącie ABD i SAEH = SABD/4. Analogicznie SGFC = SBCD/4, a stąd SAEH + SGFC = SABCD/4. Z drugiej strony SEBF + SHGD = SABCD/4 i otrzymujemy SABCD = 2·SEFGH = |HF|·|EG|·sinφ ≤ |HF|·|EG| (*). Zauważmy teraz, że EG = EB+BC+CG oraz EG = EA+AD+DG (zapis boldem oznacza wektory). Po dodaniu tych równości mamy 2EG = BC+AD, skąd EG = (BC+AD)/2 i |EG| ≤ (|BC|+|AD|)/2. Analogicznie |HF| ≤ (|DC|+|AB|)/2. Podstawiając do (*), otrzymujemy SABCD ≤ |HF|·|EG| ≤ ((|BC|+|AD|)·(|DC|+|AB|))/4 ≤
((|BC|+|AD|+|DC|+|AB|)2 /4)/4 = 1. Ostatnie przejście polega na skorzystaniu z nierówności Cauchy'ego między średnimi geometryczną i arytmetyczną.

 

Powrót na górę strony