- LX OM
- LIX OM
- LVIII OM
- LVII OM
- LVI OM
- LV OM
- LIV OM
- LIII OM
- LII OM
- LI OM
- L OM
- XLIX OM
- XLVIII OM
- XLVIII OM - I etap
- XLVIII OM - I - Zadanie 1
- XLVIII OM - I - Zadanie 2
- XLVIII OM - I - Zadanie 3
- XLVIII OM - I - Zadanie 4
- XLVIII OM - I - Zadanie 5
- XLVIII OM - I - Zadanie 6
- XLVIII OM - I - Zadanie 7
- XLVIII OM - I - Zadanie 8
- XLVIII OM - I - Zadanie 9
- XLVIII OM - I - Zadanie 10
- XLVIII OM - I - Zadanie 11
- XLVIII OM - I - Zadanie 12
- XLVIII OM - II etap
- XLVIII OM - III etap
- XLVIII OM - I etap
- XLVII OM
- XLVI OM
- XLV OM
- XLIV OM
- XLIII OM
- XLII OM
- XLI OM
- XL OM
- XXXIX OM
- XXXVIII OM
- XXXVIII OM - I etap
- XXXVIII OM - I - Zadanie 1
- XXXVIII OM - I - Zadanie 2
- XXXVIII OM - I - Zadanie 3
- XXXVIII OM - I - Zadanie 4
- XXXVIII OM - I - Zadanie 5
- XXXVIII OM - I - Zadanie 6
- XXXVIII OM - I - Zadanie 7
- XXXVIII OM - I - Zadanie 8
- XXXVIII OM - I - Zadanie 9
- XXXVIII OM - I - Zadanie 10
- XXXVIII OM - I - Zadanie 11
- XXXVIII OM - I - Zadanie 12
- XXXVIII OM - II etap
- XXXVIII OM - III etap
- XXXVIII OM - I etap
- XXXVII OM
- XXXVII OM - I etap
- XXXVII OM - I - Zadanie 1
- XXXVII OM - I - Zadanie 2
- XXXVII OM - I - Zadanie 3
- XXXVII OM - I - Zadanie 4
- XXXVII OM - I - Zadanie 5
- XXXVII OM - I - Zadanie 6
- XXXVII OM - I - Zadanie 7
- XXXVII OM - I - Zadanie 8
- XXXVII OM - I - Zadanie 9
- XXXVII OM - I - Zadanie 10
- XXXVII OM - I - Zadanie 11
- XXXVII OM - I - Zadanie 12
- XXXVII OM - II etap
- XXXVII OM - III etap
- XXXVII OM - I etap
- XXXVI OM
- XXXV OM
- XXXIV OM
- XXXIII OM
- XXXIII OM - I etap
- XXXIII OM - I - Zadanie 1
- XXXIII OM - I - Zadanie 2
- XXXIII OM - I - Zadanie 3
- XXXIII OM - I - Zadanie 4
- XXXIII OM - I - Zadanie 5
- XXXIII OM - I - Zadanie 6
- XXXIII OM - I - Zadanie 7
- XXXIII OM - I - Zadanie 8
- XXXIII OM - I - Zadanie 9
- XXXIII OM - I - Zadanie 10
- XXXIII OM - I - Zadanie 11
- XXXIII OM - I - Zadanie 12
- XXXIII OM - II etap
- XXXIII OM - III etap
- XXXIII OM - I etap
- XXXII OM
- XXXI OM
- XXX OM
- XXIX OM
- XXVIII OM
- XXVII OM
- XXVI OM
- XXV OM
- XXIV OM
- XXIII OM
- XXII OM
- XXI OM
- XX OM
- XIX OM
- XVIII OM
- XVII OM
- XVI OM
- XV OM
- XIV OM
- XIII OM
- XII OM
- XI OM
- X OM
- IX OM
- VIII OM
- VII OM
- V OM
- VI OM
- IV OM
- III OM
- II OM
- I OM
- Skład komitetów Olimpiady
- Zawody stopnia I (przygotowawcze)
- Zadania z pierwszej olimpiady matematycznej
- I OM - B
- I OM - B - Zadanie 1
- I OM - B - Zadanie 2
- I OM - B - Zadanie 3
- I OM - B - Zadanie 4
- I OM - B - Zadanie 5
- I OM - B - Zadanie 6
- I OM - B - Zadanie 7
- I OM - B - Zadanie 8
- I OM - B - Zadanie 9
- I OM - B - Zadanie 10
- I OM - B - Zadanie 11
- I OM - B - Zadanie 12
- I OM - B - Zadanie 13
- I OM - B - Zadanie 14
- I OM - B - Zadanie 15
- I OM - B - Zadanie 16
- I OM - B - Zadanie 17
- I OM - B - Zadanie 18
- I OM - B - Zadanie 19
- I OM - B - Zadanie 20
- I OM - I etap
- I OM - II etap
- I OM - III etap
- I OM - B
III OM - II - Zadanie 3
Czy prawdziwe są twierdzenia:
a) jeżeli cztery wierzchołki prostokąta leżą na czterech bokach rombu, to boki prostokąta są równoległe do przekątnych rombu;
b) jeżeli cztery wierzchołki kwadratu leżą na czterech bokach rombu, który nie jest kwadratem, to boki kwadratu są równoległe do przekątnych rombu.
Rozwiązanie
a) Pierwsze twierdzenie nie jest prawdziwe; aby to wykazać, wystarczy dać kontrprzykład, czyli pokazać figurę zaprzeczającą twierdzeniu.
Ze środka
rombu
(rys. 28) zatoczmy okrąg o promieniu większym niż odległość środka rombu od jego boku, a mniejszym niż połowa krótszej przekątnej rombu.
Cała figura jest symetryczna względem każdej z prostych
i
, a także względem punktu
. Nakreślony okrąg przecina każdy bok rombu w dwóch punktach. Niech
będzie jednym z punktów przecięcia boku
z okręgiem, a
niech będzie tym punktem przecięcia boku
z okręgiem, który nie jest symetryczny do punktu
względem prostej
. Niech następnie
i
będą punktami symetrycznymi do punktów
i
względem punktu
, odcinki
i
są zatem średnicami okręgu; wobec symetrii figury względem punktu
punkty
i
są punktami przecięcia boków
i
z okręgiem.
Czworokąt
jest prostokątem, gdyż każdy jego kąt jest kątem wpisanym w nakreślony okrąg i opartym na jego średnicy (np. kąt
opiera się na średnicy
). Bok
tego prostokąta nie jest prostopadły do prostej
, gdyż prosta
nie przechodzi przez punkt symetryczny do punktu
względem prostej
; tym samym bok
nie jest równoległy do przekątnej
. Bok
nie jest też równoległy do przekątnej
, gdyż łączy punkty
i
leżące po przeciwnych stronach prostej
. Wierzchołki
,
,
,
prostokąta
leżą odpowiednio na bokach
,
,
,
rombu, ale boki tego prostokąta nie są równoległe do przekątnych rombu. Prostokąt
stanowi zatem kontrprzykład obalający twierdzenie a).
b) Wykażemy, że drugie twierdzenie jest prawdziwe.
Niech
będzie kwadratem wpisanym w romb
, przy czym wierzchołki
,
,
,
kwadratu leżą odpowiednio na bokach
,
,
,
rombu.
Udowodnimy najpierw, że środek
kwadratu jest jednocześnie środkiem rombu. Obróćmy całą figurę dokoła punktu
o
. Wierzchołek
kwadratu znajdzie się po obrocie w przeciwległym wierzchołku
(rys. 29), prosta
da po obrocie prostą przechodzącą przez punkt
równolegle do prostej
, tzn. pokryje się z prostą
. Ponieważ takie samo rozumowanie stosuje się do każdego boku rombu, więc wynika stąd, że po obrocie romb nałoży się sam na siebie, a to oznacza, że środek obrotu
jest środkiem symetrii rombu.
Obróćmy teraz całą figurę dokoła punktu
o
tak, aby półprosta
pokryła półprostą
(na rys. 30 kierunek obrotu zaznaczony jest strzałką). P0 obrocie kwadrat
przejdzie w kwadrat
, tzn. nałoży się sam na siebie; romb
przejdzie w romb
, nie pokrywający się z rombem
, gdyż według założenia romb ten nie jest kwadratem. Jeśli np.
to
, a
; zatem odcinki
i
przecinają się. Punktem przecięcia tych odcinków jest wierzchołek
kwadratu, gdyż na ten punkt upadnie po obrocie punkt
odcinka
. Analogicznie odcinki
i
przecinają się w wierzchołku
kwadratu.
Pigura złożona z obu rombów jest symetryczna względem prostej
; w tej symetrii punktowi
odpowiada punkt
. Prosta
jest więc prostopadła do osi symetrii
, czyli jest równoległa do prostej
, czego należało dowieść.
Uwaga. Gdybyśmy odrzucili założenie, że romb
nie jest kwadratem, twierdzenie nie byłoby prawdziwe, w kwadrat bowiem można wpisać nieskończenie wiele kwadratów, z których tylko jeden ma boki równoległe do przekątnych kwadratu danego.
Z dowiedzionego twierdzenia b) wynika, że w romb nie będący kwadratem można wpisać tylko jeden kwadrat, w ten sposób, żeby na każdem boku rombu leżał któryś wierzchołek kwadratu. Można dowieść twierdzenia mocniejszego: istnieje tylko jeden kwadrat, którego wierzchołki leżą na obwodzie rombu
nie będącego kwadratem. Wystarczy w tym celu wykazać, że nie istnieje kwadrat, którego dwa wierzchołki leżą na tym samym boku rombu, a pozostałe wierzchołki na innych bokach rombu. Pozostawiamy to jako ćwiczenie.


Komentarze
Dodaj nową odpowiedź