P A + P C + P E = P B + P D + P F.

Σχετικά έγγραφα
Cum folosim cazuri particulare în rezolvarea unor probleme

7. Fie ABCD un patrulater inscriptibil. Un cerc care trece prin A şi B intersectează

Curs 10 Funcţii reale de mai multe variabile reale. Limite şi continuitate.

DISTANŢA DINTRE DOUĂ DREPTE NECOPLANARE

CERCUL LUI EULER ŞI DREAPTA LUI SIMSON

Curs 4 Serii de numere reale

Asupra unei inegalităţi date la barajul OBMJ 2006

Planul determinat de normală şi un punct Ecuaţia generală Plane paralele Unghi diedru Planul determinat de 3 puncte necoliniare

Curs 14 Funcţii implicite. Facultatea de Hidrotehnică Universitatea Tehnică "Gh. Asachi"

(a) se numeşte derivata parţială a funcţiei f în raport cu variabila x i în punctul a.

5. FUNCŢII IMPLICITE. EXTREME CONDIŢIONATE.

Definiţia generală Cazul 1. Elipsa şi hiperbola Cercul Cazul 2. Parabola Reprezentari parametrice ale conicelor Tangente la conice

Seminariile Capitolul X. Integrale Curbilinii: Serii Laurent şi Teorema Reziduurilor

Metode iterative pentru probleme neliniare - contractii

GEOMETRIE PLANĂ TEOREME IMPORTANTE ARII. bh lh 2. abc. abc. formula înălţimii

3. Locuri geometrice Locuri geometrice uzuale

BARAJ DE JUNIORI,,Euclid Cipru, 28 mai 2012 (barajul 3)

V.7. Condiţii necesare de optimalitate cazul funcţiilor diferenţiabile

Curs 1 Şiruri de numere reale

Cercul lui Euler ( al celor nouă puncte și nu numai!)

Al cincilea baraj de selecţie pentru OBMJ Bucureşti, 28 mai 2015

Ecuaţia generală Probleme de tangenţă Sfera prin 4 puncte necoplanare. Elipsoidul Hiperboloizi Paraboloizi Conul Cilindrul. 1 Sfera.

a n (ζ z 0 ) n. n=1 se numeste partea principala iar seria a n (z z 0 ) n se numeste partea

COLEGIUL NATIONAL CONSTANTIN CARABELLA TARGOVISTE. CONCURSUL JUDETEAN DE MATEMATICA CEZAR IVANESCU Editia a VI-a 26 februarie 2005.

III. Serii absolut convergente. Serii semiconvergente. ii) semiconvergentă dacă este convergentă iar seria modulelor divergentă.

Sisteme diferenţiale liniare de ordinul 1

y y x x 1 y1 Elemente de geometrie analiticã 1. Segmente 1. DistanŃa dintre douã puncte A(x 1,y 1 ), B(x 2,y 2 ): AB = 2. Panta dreptei AB: m AB =

Profesor Blaga Mirela-Gabriela DREAPTA

SEMINAR 14. Funcţii de mai multe variabile (continuare) ( = 1 z(x,y) x = 0. x = f. x + f. y = f. = x. = 1 y. y = x ( y = = 0

2.1 Sfera. (EGS) ecuaţie care poartă denumirea de ecuaţia generală asferei. (EGS) reprezintă osferă cu centrul în punctul. 2 + p 2

GEOMETRIE PLANĂ TEOREME IMPORTANTE ARII. = înălţimea triunghiului echilateral h =, R =, r = R = bh lh 2 A D ++ D. abc. abc =

Aplicaţii ale numerelor complexe în geometrie, utilizând Geogebra

Curs 2 Şiruri de numere reale

Subiecte Clasa a VII-a

BISECTOAREI GLISANTE

R R, f ( x) = x 7x+ 6. Determinați distanța dintre punctele de. B=, unde x și y sunt numere reale.

Subiecte Clasa a VIII-a

z a + c 0 + c 1 (z a)

Conice - Câteva proprietǎţi elementare

Functii definitie, proprietati, grafic, functii elementare A. Definitii, proprietatile functiilor X) functia f 1

cercului circumscris triunghiului ABE.

EDITURA PARALELA 45 MATEMATICĂ DE EXCELENŢĂ. Clasa a X-a Ediţia a II-a, revizuită. pentru concursuri, olimpiade şi centre de excelenţă

GEOMETRIE PENTRU GIMNAZIU Partea I (cls. a V a, a VI a, a VII a) Geometrie pentru pregătirea Evaluării Naționale la Matematică

5.5. REZOLVAREA CIRCUITELOR CU TRANZISTOARE BIPOLARE

6 n=1. cos 2n. 6 n=1. n=1. este CONV (fiind seria armonică pentru α = 6 > 1), rezultă

Conice. Lect. dr. Constantin-Cosmin Todea. U.T. Cluj-Napoca

Integrala nedefinită (primitive)

Conice şi cercuri tangente

TRIUNGHIUL. Profesor Alina Penciu, Școala Făgăraș, județul Brașov A. Definitii:

LUCRARE DE DIPLOMĂ CENTRE REMARCABILE ÎN TRIUNGHI

Asemănarea triunghiurilor O selecție de probleme de geometrie elementară pentru gimnaziu Constantin Chirila Colegiul Naţional Garabet Ibrãileanu,

Analiza în curent continuu a schemelor electronice Eugenie Posdărăscu - DCE SEM 1 electronica.geniu.ro

Functii definitie, proprietati, grafic, functii elementare A. Definitii, proprietatile functiilor

Criptosisteme cu cheie publică III

Algebra si Geometrie Seminar 9

SERII NUMERICE. Definiţia 3.1. Fie (a n ) n n0 (n 0 IN) un şir de numere reale şi (s n ) n n0

29 Iunie Aplicaţii ale numerelor complexe în Geometrie. Absolvent: Haliţă Diana-Florina. Coordonator ştiinţific: Prof. Dr.

3. REPREZENTAREA PLANULUI

1. Teorema lui Menelaus in plan Demonstratia teoremei in plan (clasa a VII-a). DC EC F B DB EA = 1.

Capitolul 4. Integrale improprii Integrale cu limite de integrare infinite

MARCAREA REZISTOARELOR

riptografie şi Securitate

Principiul Inductiei Matematice.

SEMINARUL 3. Cap. II Serii de numere reale. asociat seriei. (3n 5)(3n 2) + 1. (3n 2)(3n+1) (3n 2) (3n + 1) = a

Concurs MATE-INFO UBB, 1 aprilie 2017 Proba scrisă la MATEMATICĂ

Problema a II - a (10 puncte) Diferite circuite electrice

Soluţiile problemelor pentru pregătirea concursurilor propuse în nr. 2/2015

Metode de interpolare bazate pe diferenţe divizate


RĂSPUNS Modulul de rezistenţă este o caracteristică geometrică a secţiunii transversale, scrisă faţă de una dintre axele de inerţie principale:,

Vectori liberi Produs scalar Produs vectorial Produsul mixt. 1 Vectori liberi. 2 Produs scalar. 3 Produs vectorial. 4 Produsul mixt.

CONCURS DE ADMITERE, 17 iulie 2017 Proba scrisă la MATEMATICĂ

Să se arate că n este număr par. Dan Nedeianu

Dreapta in plan. = y y 0

f(x) = l 0. Atunci f are local semnul lui l, adică, U 0 V(x 0 ) astfel încât sgnf(x) = sgnl, x U 0 D\{x 0 }. < f(x) < l +

O generalizare a unei probleme de algebră dată la Olimpiada de Matematică, faza judeţeană, 2013

Aplicaţii ale principiului I al termodinamicii la gazul ideal

a) (3p) Sa se calculeze XY A. b) (4p) Sa se calculeze determinantul si rangul matricei A. c) (3p) Sa se calculeze A.

Concursul Interjudeţean de Matematică Academician Radu Miron Vaslui, noiembrie Subiecte clasa a VII-a

Seminar 5 Analiza stabilității sistemelor liniare

Seminariile Capitolul IX. Integrale curbilinii

Functii Breviar teoretic 8 ianuarie ianuarie 2011

Criterii de comutativitate a grupurilor

π } R 4. ctg:r\{kπ} R FuncŃii trigonometrice 1. DefiniŃii în triunghiul dreptunghic 2. ProprietãŃile funcńiilor trigonometrice 1.

Laborator 11. Mulţimi Julia. Temă

Lucrare. Varianta aprilie I 1 Definiţi noţiunile de număr prim şi număr ireductibil. Soluţie. Vezi Curs 6 Definiţiile 1 şi 2. sau p b.

CONCURSUL INTERJUDEȚEAN DE MATEMATICĂ TRAIAN LALESCU, 1998 Clasa a V-a

Vectori liberi-seminar 1

1. Scrieti in casetele numerele log 7 8 si ln 8 astfel incat inegalitatea obtinuta sa fie adevarata. <

1. Completati caseta, astfel incat propozitia obtinuta sa fie adevarata lg 4 =.

cateta alaturata, cos B= ipotenuza BC cateta alaturata AB cateta opusa AC

Orice izometrie f : (X, d 1 ) (Y, d 2 ) este un homeomorfism. (Y = f(x)).

Cursul Măsuri reale. D.Rusu, Teoria măsurii şi integrala Lebesgue 15

sin d = 8 2π 2 = 32 π

Convorbiri didactice Nr. 13

Toate subiectele sunt obligatorii. Timpul de lucru efectiv este de 3 ore. Se acordă din oficiu 10 puncte. SUBIECTUL I.

CURS XI XII SINTEZĂ. 1 Algebra vectorială a vectorilor liberi

Capitolul 9. Geometrie analitică. 9.1 Repere

VII.2. PROBLEME REZOLVATE

2. Sisteme de forţe concurente...1 Cuprins...1 Introducere Aspecte teoretice Aplicaţii rezolvate...3

Transcript:

Fie P un punct situat în interiorul cercului C. Prin punctul P se duc trei coarde care determină în jurul punctului P şase unghiuri de 60. Notăm A, B, C, D, E, F (în ordine) capetele acestor coarde. Arătaţi că P A + P C + P E = P B + P D + P F. Kvant Soluţie: preluată din [1] Întrucât poziţia punctului P şi direcţiile coardelor sunt neprecizate, calcularea lungimii segmentelor este dificilă. Să remarcăm că enunţul trebuie să rămână valabil şi dacă,,împingem punctul P până la,,margine, adică dacă luăm punctul P pe cercul C. Cele trei coarde devin [P A], [P B], [P C] şi A, B, C devin vârfurile unui triunghi echilateral înscris în cercul C. Trebuie să arătăm că P A + P C = P B. Această proprietate a triunghiului echilateral este cunoscută. Ea se poate demonstra cu ajutorul unei rotaţii a figurii cu 60 în jurul vârfului A. O demonstraţie calculatorie: Fie 2α = m( P OA). Atunci, dacă cercul C are raza de lungime r, P A = 2r sin α, P B = 2r sin(α + 60 ), P C = 2r sin(α + 120 ) şi, cum sin α + sin(α + 120 ) = 2 sin(α + 60 ) cos 60 = sin(α + 60 ), rezultă P A + P C = P B. 1

Cum putem folosi cazul particular? Să reluăm problema generală. Să ducem prin P un cerc concentric cu C şi fie A, B, C intersecţiile acestuia cu coardele. Conform cazului particular avem P A + P C = P B. Însă segmentele [AA ] şi [P D] determinate de cele două cercuri concentrice pe coarda [AD] sunt congruente. Analog, [P E] [BB ] şi [P F ] [CC ] de unde P A + P C + P E = P A + A A + P C + C C + P E = P B + P D + P E + P F = P B + P D + P F. 2

Comentarii: 1. Rezultatul citat mai sus, anume că dacă punctul P se află pe arcul mic BC al cercului circumscris triunghiului echilateral ABC atunci P B = P A + P C poartă numele de Teorema lui van Schooten (după matematicianul F. van Schooten, 1615-1660). El rezultă imediat din teorema lui Ptolemeu sau din rezultatul mai general: Teorema lui Pompeiu (Dimitrie Pompeiu, matematician român, 187-1954) Dacă ABC este un triunghi echilateral şi P este un punct oarecare (în spaţiu!), atunci P B P A + P C, cu egalitate dacă şi numai dacă punctul P se află pe arcul mic BC al cercului circumscris triunghiului ABC. Vezi şi: http://www.cut-the-knot.org/curriculum/geometry/pompeiu.shtml 2. Foarte des rezolvarea problemei într-un caz particular poate fi extrem de utilă. Ea ne poate sugera rezultatul, uneori calea de a-l găsi, alteori, ca în cazul de mai sus, el poate fi folosit direct prin reducerea cazului general la cel particular. Un alt exemplu, asemănător celui de mai sus, poate fi găsit în [1], articol prezentat în cadrul materialelor teoretice de la secţiunea,,geometrie.. De fapt, P C nu este un caz particular al problemei ci o situaţie,,la limită. Pentru aceste situaţii afirmaţia problemei nu are întotdeauna sens şi chiar dacă are, nu este sigur că mai are loc concluzia. Dar dacă are, ea ne poate oferi informaţii la fel de utile ca şi considerarea cazurilor particulare. Alte situaţii,,la limită frecvent întâlnite în geometrie: triunghiuri degenerate, coarde devenite tangente, cercuri devenite puncte. 4. O altă idee interesantă de soluţie se bazează pe următoarea observaţie: P este simultan punctul lui Torricelli pentru triunghiurile ACE şi BDE. Vă prezentăm mai întâi soluţia primită de la Petru Braica:

Observăm că m( AP C) = m( CP E) = m( EP A) = 120 şi m( BP D) = m( DP F ) = m( F P A) = 120, deci P este simultan punctul lui Torricelli pentru triunghiurile ACE şi BDF. Pe segmentele [AE] şi [BD] construim, către exteriorul cercului, triunghiurile echilaterale AEQ şi BDR. Se ştie că punctele C, P, Q sunt coliniare şi că P A + P C + P E = QC. De asemenea, F, P, R sunt coliniare şi P B + P D + P F = F R. Trebuie aşadar să arătăm că QC = F R, adică QF = CR. Această condiţie este echivalentă cu OQ = OR. Avem nevoie doar de una din implicaţii, anume: dacă OQ = OR, atunci notand M mijlocul lui [CF ], avem că OM F C, deci [OM] este înălţime în triunghiul isoscel OQR, deci este şi mediană. Atunci QF = MQ MF = MR MC = RC. Vom demonstra că OQ = OR prin calcul. Cum O şi Q se află pe mediatoare lui [AE], notând cu X mijlocul lui [AE], punctele O, X, Q sunt coliniare şi OQ = OX+ XQ. Notând m( P AB) = α şi m( P BA) = β, avem α+β = 120. Atunci QX = AE 2 = r sin β, unde r este raza cercului C. Cum m( AOE) = 2β, deci m( AOX) = β, avem OX = r cos β. Aşadar OQ = r( sin β + cos β). Analog OR = r( sin α+cos α). Finalul depăşeşte puţin nivelul matematicii de gimnaziu. Folosind că sin β+cos β = sin(120 α)+cos(120 α) = (sin 120 cos α ( ) 2 cos α + 1 2 sin α + sin 120 cos α)+(cos 120 cos α +sin 120 sin α) = ( 1 ) 2 cos α + 2 sin α = cos α + sin α, obţinem că OQ = OR şi concluzia. Ştefan Dominte are o soluţie splendidă, bazată pe aceeaşi idee, dar care evită calculul trigonometric din final. Ştefan arată congruenţa (F Q) (CR) astfel: 4

Fie T şi U intersecţiile (diferite de D şi B) ale dreptelor RD, respectiv RB cu cercul C. Cum patrulaterul BRDP este inscriptibil, avem că BUA BEA BDA BDP BRP, deci AU CF. Analog, ET CF, deci AUT E este trapez isoscel. Rezultă că AE = T U, deci triunghiurile QAE şi RUT sunt congruente. QRT E şi T EF C sunt trapeze isoscele, de unde rezultă uşor congruenţa triunghiurilor EF Q şi T CR şi concluzia. Cea mai simplă finalizare a acestei idei am găsit-o în soluţia primită de la Mircea- Raul Bodrogean. Cu notaţiile din figura de mai sus, OQ = OR rezultă din congruenţa triunghiurilor OQF şi ORC. Evident, OF = OC, ceea ce implică şi OF Q OCR. În plus, OQE ORD (au 0 ) şi P QE P AE P BD P RD, deci m( OQF ) = 0 m( P QE) = 0 m( P RD) = m( ORP ), de unde concluzia. (S-a folosit inscriptibilitatea patrulaterelor AP EQ, ABDE şi P BRD.) 5. O altă idee, pe care se bazează şi soluţia iniţială din Kvant, cât şi alte soluţii, primite de la Cezara Maria Petrui, Titu Zvonaru şi Mihai Miculiţa, este de a proiecta O pe cele trei coarde. Evident, cele trei proiecţii se află pe cercul de diametru [OP ] (dacă O P, cazul O = P fiind banal) şi sunt vârfurile unui triunghi echilateral. Apoi se poate aplica relaţia van Schooten. Detalii într-unul din materialele ataşate, frumos redactate de Mihai Miculiţa. 6. Alte două demonstraţii se găsesc în articolul Un sangaku contemporan, de Leonard Giugiuc, RMT nr. 4/2014. În plus, în articol se arată şi că P A 2 + P B 2 + P C 2 + P D 2 + P E 2 + P F 2 = 6r 2. 7. Observaţie: (Alexandru Mihalcu) Împărţind relaţia din enunţ cu puterea punctului P faţă de cerc, ρ C (P ) = P A P D = P B P E = P C P F, obţinem 1 P A + 1 P C + 1 P E = 1 P B + 1 P D + 1 P F. BIBLIOGRAFIE [1] Gh. Eckstein Cum folosim cazuri particulare în rezolvarea unor probleme, RMT nr. 4/2004, pag. -4 5