ΙΚΑΡΩΝ 1973 ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ

Άβαταρ μέλους
parmenides51
Δημοσιεύσεις: 6239
Εγγραφή: Πέμ Απρ 23, 2009 9:13 pm
Τοποθεσία: Πεύκη
Επικοινωνία:

ΙΚΑΡΩΝ 1973 ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ

#1

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από parmenides51 » Πέμ Δεκ 26, 2013 7:51 pm

1. Δίνεται ορθογώνιο τρίγωνο \displaystyle{AB\Gamma} τέτοιο ώστε η διχοτόμος \displaystyle{A\Delta} της ορθής γωνίας \displaystyle{\widehat{A}}, να ισούται με την πλευρά \displaystyle{A\Gamma}. Να δειχτεί οτι \displaystyle{(B\Gamma)^2=2(B\Delta)^2} .


2. Δίνεται ισοσκελές τρίγωνο \displaystyle{AB\Gamma} (\displaystyle{AB=A\Gamma}) και σημείο \displaystyle{\Delta} πάνω στην πλευρά του \displaystyle{A\Gamma}. Να αχθεί από το \displaystyle{ \Delta} ευθεία, που να τέμνει την ευθεία \displaystyle{AB} σε σημείο \displaystyle{Z} τέτοιο ώστε τα τρίγωνα \displaystyle{AB\Gamma} και \displaystyle{A\Delta Z} να είναι ισοδύναμα.


3. Πάνω στην υποτείνουσα ορθογωνίου τριγώνου \displaystyle{ AB\Gamma}, φέρνουμε κάθετη σε τυχαίο σημείο \displaystyle{E} αυτής. Αυτή τέμνει την \displaystyle{AB} στο \displaystyle{H} και την \displaystyle{A\Gamma} στο \displaystyle{Z}. Φέρνουμε την \displaystyle{ BZ}, η οποία τέμνει την \displaystyle{Η\Gamma} στο \displaystyle{M}. Να βρεθεί ο γεωμετρικός τόπος του \displaystyle{M}.


4. α) Τα συμμετρικά σημεία \displaystyle{A',B'.\Gamma'} του κέντρου \displaystyle{K} του περιγεγραμμένου κύκλου του τριγώνου \displaystyle{AB\Gamma} ως προς τις πλευρές \displaystyle{B\Gamma,\Gamma A,AB} του τριγώνου αντίστοιχα , είναι κορυφές τριγώνου ίσου με το \displaystyle{ AB\Gamma}.
β) Το ορθόκεντρο του σχηματισμένου αυτού τριγώνου, είναι το κέντρο του περιγεγραμμένου κύκλου του τριγώνου \displaystyle{AB\Gamma} .
γ) Οι ευθείες που συνδέουν τις κορυφές των ίσων γωνιών των δύο αυτών τριγώνων, διέρχονται από το μέσο του ευθύγραμμου τμήματος που συνδέει το \displaystyle{ K} και το ορθόκεντρο του τριγώνου \displaystyle{AB\Gamma}.


5. Το επίπεδο που διέρχεται από τα μέσα δυο απέναντι ακμών τετραέδρου \displaystyle{OAB\Gamma} το διαιρεί σε δυο μέρη ισοδύναμα.


Άβαταρ μέλους
KARKAR
Δημοσιεύσεις: 15016
Εγγραφή: Τετ Δεκ 08, 2010 6:18 pm

Re: ΙΚΑΡΩΝ 1973 ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ

#2

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από KARKAR » Πέμ Δεκ 26, 2013 10:12 pm

parmenides51 έγραψε:1. Δίνεται ορθογώνιο τρίγωνο \displaystyle{AB\Gamma} τέτοιο ώστε η διχοτόμος \displaystyle{A\Delta} της ορθής γωνίας \displaystyle{\widehat{A}} ,

να ισούται με την πλευρά \displaystyle{A\Gamma}. Να δειχτεί οτι \displaystyle{(B\Gamma)^2=2(B\Delta)^2} .

Μια απάντηση με σχήμα
Ικάρων 74 (1).png
Ικάρων 74 (1).png (17.26 KiB) Προβλήθηκε 2137 φορές


Άβαταρ μέλους
Doloros
Επιμελητής
Δημοσιεύσεις: 9850
Εγγραφή: Τρί Αύγ 07, 2012 4:09 am
Τοποθεσία: Ιεράπετρα Κρήτης

Re: ΙΚΑΡΩΝ 1973 ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ

#3

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Doloros » Πέμ Δεκ 26, 2013 11:54 pm

parmenides51 έγραψε:1. Δίνεται ορθογώνιο τρίγωνο \displaystyle{AB\Gamma} τέτοιο ώστε η διχοτόμος \displaystyle{A\Delta} της ορθής γωνίας \displaystyle{\widehat{A}}, να ισούται με την πλευρά \displaystyle{A\Gamma}. Να δειχτεί οτι \displaystyle{(B\Gamma)^2=2(B\Delta)^2} .
Parm_17.png
Parm_17.png (34.88 KiB) Προβλήθηκε 2119 φορές
Και κάτι ακόμη .
Γράφουμε τον κύκλο (A,AC) που τέμνει την ευθεία DA στο T . Προφανώς B\widehat CT = {90^0}\,\,. Προεκτείνουμε και την BC προς το C κατά τμήμα CH = BD = m .
Τα τρίγωνα ADB,\,ACH είναι συμμετρικά ως προς την μεσοκάθετο του CD άρα είναι ίσα και έτσι \widehat \omega  = D\widehat AB = {45^0} με άμεση συνέπεια και \boxed{T\widehat AH = {{90}^0}} . Τότε όμως το τετράπλευρο ACHT είναι εγγράψιμμο και άρα \widehat \phi  = \widehat \omega  = {45^0} δηλαδή το τρίγωνο CHT ισοσκελές και ορθογώνιο και θα είναι : \boxed{H{T^2} = 2m_1^2 = 2D{B^2}}\,\,(1) . Αλλά τα ορθογώνια τρίγωνα ABC\,\,\kappa \alpha \iota \,\,AHT έχουν τις κάθετες πλευρές τους ίσες άρα θα είναι ίσα , οπότε θα έχουν \boxed{HT = BC} και άρα ή (1) γίνεται : \boxed{B{C^2} = 2D{B^2}}.

Φιλικά Νίκος


Άβαταρ μέλους
KARKAR
Δημοσιεύσεις: 15016
Εγγραφή: Τετ Δεκ 08, 2010 6:18 pm

Re: ΙΚΑΡΩΝ 1973 ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ

#4

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από KARKAR » Παρ Δεκ 27, 2013 10:40 am

parmenides51 έγραψε:3. Πάνω στην υποτείνουσα ορθογωνίου τριγώνου \displaystyle{ AB\Gamma}, φέρνουμε κάθετη σε τυχαίο σημείο της , \displaystyle{E} .

Αυτή τέμνει την \displaystyle{AB} στο \displaystyle{H} και την \displaystyle{A\Gamma} στο \displaystyle{Z}. Φέρνουμε την \displaystyle{ BZ}, η οποία τέμνει την \displaystyle{Η\Gamma} στο \displaystyle{M}.

Να βρεθεί ο γεωμετρικός τόπος του \displaystyle{M}.
Ικάρων 73(3).png
Ικάρων 73(3).png (11.58 KiB) Προβλήθηκε 2100 φορές


Το Z ( εσωτερικό σημείο της AC ) , είναι το ορθόκεντρο του BHC , συνεπώς BM \perp HC , δηλαδή το M ,

βλέπει την υποτείνουα BC υπό ορθή γωνία , άρα κινείται στο ημικύκλιο διαμέτρου BC , στο οποίο ανήκει το A


thanasis.a
Δημοσιεύσεις: 491
Εγγραφή: Δευ Ιαν 02, 2012 10:09 pm

Re: ΙΚΑΡΩΝ 1973 ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ

#5

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από thanasis.a » Παρ Δεκ 27, 2013 11:51 am

..καλημερα..

για το θεμα 1

από ν. ημιτόνων στο τρίγωνο \displaystyle AB\Delta:\,\,\,\,AB\Gamma \Rightarrow \frac{\Delta B}{\eta \mu \hat{\Delta AB}}=\frac{A\Delta }{\eta \mu  \hat{\Delta BA}}\,\,\,\,\,\,(1) με \displaystyle\hat{\Delta AB}=\frac{\hat{BA\Gamma }}{2}=45^{\circ}

Όμως: \displaystyle \bigtriangleup AB\Gamma \Rightarrow \frac{A\Gamma }{B\Gamma }=\eta \mu \hat{AB\Gamma }\,\,\,\,(2)

Tέλος αφου \Delta A=A\Gamma \,\,\,\,(3)

Έτσι από (1), με την βοήθεια των (2),(3) έχουμε: \Delta B=B\Gamma \cdot \frac{\sqrt{2}}{2}\Rightarrow ...B\Gamma ^{2}=2B\Delta ^{2}


Άβαταρ μέλους
KARKAR
Δημοσιεύσεις: 15016
Εγγραφή: Τετ Δεκ 08, 2010 6:18 pm

Re: ΙΚΑΡΩΝ 1973 ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ

#6

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από KARKAR » Παρ Δεκ 27, 2013 12:29 pm

parmenides51 έγραψε:2. Δίνεται ισοσκελές τρίγωνο \displaystyle{AB\Gamma} (\displaystyle{AB=A\Gamma}) και σημείο \displaystyle{\Delta} πάνω στην πλευρά του \displaystyle{A\Gamma}.

Να αχθεί από το \displaystyle{ \Delta} ευθεία, που να τέμνει την ευθεία \displaystyle{AB} σε σημείο \displaystyle{Z} τέτοιο ώστε τα τρίγωνα

\displaystyle{AB\Gamma} και \displaystyle{A\Delta Z} να είναι ισοδύναμα.
Ικάρων 73(2).png
Ικάρων 73(2).png (27.45 KiB) Προβλήθηκε 2076 φορές
Αρκεί : AB^2=AD \cdot AZ . Η κατασκευή δίνεται χωρίς άλλα λόγια ...


giannimani
Δημοσιεύσεις: 233
Εγγραφή: Δευ Μαρ 09, 2009 6:26 pm
Τοποθεσία: Αθήνα

Re: ΙΚΑΡΩΝ 1973 ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ

#7

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από giannimani » Παρ Δεκ 27, 2013 1:12 pm

ikarvn1973_exer4.jpg
ikarvn1973_exer4.jpg (37.73 KiB) Προβλήθηκε 2070 φορές
4. Οι KA', KB', K\Gamma\,' τέμνουν τις πλευρές B\Gamma, A\Gamma, AB του τριγώνου \triangle{AB\Gamma}, αντίστοιχα στα μέσα τους A_1, B_1, \Gamma_1.
Το τρίγωνο A_1B_1\Gamma_1 προκύπτει από το τρίγωνο AB\Gamma με την ομοιοθεσία κέντρου G (κέντρο βάρους του \triangle{AB\Gamma}) και λόγου -\frac{1}{2}.
Το τρίγωνο A' B' \Gamma ' προκύπτει από το A_1B_1\Gamma_1 με την ομοιοθεσία κέντρου K και λόγου 2.
Επομένως το τρίγωνο A'B'\Gamma ' είναι ομοιόθετο του \triangle{AB\Gamma} με λόγο ομοιοθεσίας -1 (Σύνθεση Ομοιοθεσιών).
Όμως η ομοιοθεσία λόγου -1 είναι κεντρική συμμετρία (ημιστροφή). Άρα τα τρίγωνα A'B'\Gamma ' και AB\Gamma είναι ίσα.
Το K προφανώς είναι το ορθόκεντρο του \triangle{A'B'\Gamma '} εφόσον οι KA', KB', K\Gamma\,' είναι αντίστοιχα κάθετες στις B' \Gamma ', A' B', A' \Gamma ' (τα ομοιόθετα τρίγωνα έχουν τις ομόλογες πλευρές τους παράλληλες).
Το (γ) ερώτημα προκύπτει άμεσα από τον ορισμό της κεντρικής συμμετρίας εφόσον τα ζεύγη σημείων A και A', B και B', \Gamma και \Gamma ', H και K, αποτελούνται από ομόλογα σημεία της.


Άβαταρ μέλους
george visvikis
Επιμελητής
Δημοσιεύσεις: 13275
Εγγραφή: Παρ Νοέμ 01, 2013 9:35 am

Re: ΙΚΑΡΩΝ 1973 ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ

#8

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από george visvikis » Παρ Δεκ 27, 2013 6:24 pm

parmenides51 έγραψε: 4. α) Τα συμμετρικά σημεία \displaystyle{A',B'.\Gamma'} του κέντρου \displaystyle{K} του περιγεγραμμένου κύκλου του τριγώνου \displaystyle{AB\Gamma} ως προς τις πλευρές \displaystyle{B\Gamma,\Gamma A,AB} του τριγώνου αντίστοιχα , είναι κορυφές τριγώνου ίσου με το \displaystyle{ AB\Gamma}.
β) Το ορθόκεντρο του σχηματισμένου αυτού τριγώνου, είναι το κέντρο του περιγεγραμμένου κύκλου του τριγώνου \displaystyle{AB\Gamma} .
γ) Οι ευθείες που συνδέουν τις κορυφές των ίσων γωνιών των δύο αυτών τριγώνων, διέρχονται από το μέσο του ευθύγραμμου τμήματος που συνδέει το \displaystyle{ K} και το ορθόκεντρο του τριγώνου \displaystyle{AB\Gamma}.
Ικάρων1973.png
Ικάρων1973.png (29.13 KiB) Προβλήθηκε 2031 φορές
α) Έστω M, N, P τα μέσα των πλευρών του τριγώνου \displaystyle{{\rm A}{\rm B}\Gamma }.
Τα τετράπλευρα \displaystyle{{\rm B}{\rm K}{\rm A}\Gamma ',{\rm A}{\rm K}\Gamma {\rm B}'} είναι ρόμβοι( οι διαγώνιες διχοτομούνται και είναι κάθετες). Άρα τα τμήματα \displaystyle{{\rm B}\Gamma ',{\rm A}{\rm K},\Gamma {\rm B}'} είναι παράλληλα και ίσα, οπότε το τετράπλευρο \displaystyle{{\rm B}\Gamma {\rm B}'\Gamma '} είναι παραλληλόγραμμο. Ομοίως και τα τετράπλευρα \displaystyle{{\rm A}{\rm B}{\rm A}'{\rm B}',{\rm A}\Gamma {\rm A}'\Gamma '} είναι παραλληλόγραμμα. Επομένως τα τρίγωνα \displaystyle{{\rm A}{\rm B}\Gamma ,{\rm A}'{\rm B}'\Gamma '} έχουν τις πλευρές τους παράλληλες και ίσες, οπότε είναι ίσα.

β). Οι μεσοκάθετοι των πλευρών του \displaystyle{{\rm A}{\rm B}\Gamma } είναι ύψη του \displaystyle{{\rm A}'{\rm B}'\Gamma '}, άρα K είναι το ορθόκεντρό του.

γ) Τα τμήματα \displaystyle{{\rm A}{\rm A}',{\rm B}{\rm B}',\Gamma \Gamma '} είναι διαγώνιες των παραλληλογράμμων
\displaystyle{{\rm B}\Gamma {\rm B}'\Gamma '} και\displaystyle{{\rm A}\Gamma {\rm A}'\Gamma '}, οπότε διέρχονται από το ίδιο σημείο O.
Έστω H το συμμετρικό του K ως προς το O. Θα δείξω ότι H είναι το ορθόκεντρο του τριγώνου \displaystyle{{\rm A}{\rm B}\Gamma }. Πράγματι, \displaystyle{{\rm A}{\rm H}// = {\rm K}{\rm A}',{\rm B}{\rm H}// = {\rm K}{\rm B}'}, οπότε \displaystyle{{\rm A}{\rm H} \bot {\rm B}\Gamma } και \displaystyle{{\rm B}{\rm H} \bot {\rm A}\Gamma }.


KDORTSI
Διακεκριμένο Μέλος
Δημοσιεύσεις: 2347
Εγγραφή: Τετ Μαρ 11, 2009 9:26 pm

Re: ΙΚΑΡΩΝ 1973 ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ

#9

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από KDORTSI » Σάβ Δεκ 28, 2013 6:07 pm

parmenides51 έγραψε:5. Το επίπεδο που διέρχεται από τα μέσα δυο απέναντι ακμών τετραέδρου \displaystyle{OAB\Gamma} το διαιρεί σε δυο μέρη ισοδύναμα.
Στο ακόλουθο σχήμα έχουμε φέρει ένα επίπεδο που διέρχεται από τα μέσα \displaystyle{E,Z} αντίστοιχα των ακμών \displaystyle{AC, BD} του τετραέδρου \displaystyle{A.BCD}.

Το επίπεδο αυτό τέμνει τις \displaystyle{AD,BC} αντίστοιχα στα σημεία \displaystyle{W,H}.

Προεκτείνοντας το επίπεδο αυτό του τετραπλεύρου \displaystyle{(EHZW)} βρίσκουμε την τομή \displaystyle{O} αυτού με την \displaystyle{CD}.

Με άλλα λόγια οι τρεις ευθείες που ορίζουν οι \displaystyle{EW, HZ, CD} διέρχονται από το ίδιο σημείο, δηλαδή το \displaystyle{O}.
Ισομερισμός Τετραέδρου 1.PNG
Ισομερισμός Τετραέδρου 1.PNG (85.59 KiB) Προβλήθηκε 2006 φορές
Προφανώς οι δύο τετραγωνικές πυραμίδες \displaystyle{B.EHZW, \  \ C.EHZW}, έχουν ίδια βάση την \displaystyle{(EHZW)}

και ίσα ύψη γιατί οι κορυφές \displaystyle{B,D} ισαπέχουν από το επίπεδο της βάσης καθώς το \displaystyle{Z} είναι μέσον του τμήματος \displaystyle{BD}. Άρα:

\displaystyle V(B.EHZW)=V(D.EHZW)\ \ (1)

Για να δείξουμε το ζητούμενο αρκεί να δείξουμε ότι τα τετράεδρα \displaystyle{A.BEW, \  \ C.DEH} έχουν τον ίδιο όγκο.

Όμως είναι:

\displaystyle \frac{V(A.BEW)}{V(A.BCD)}=\frac{AB\cdot AE\cdot AW}{AB\cdot AC\cdot AD}=\frac{1}{2}\cdot \frac{AW}{AD}\  \ (2)

\displaystyle \frac{V(C.DEH)}{V(A.BCD)}=\frac{CE\cdot CH\cdot CD}{CA\cdot CB\cdot CD}=\frac{1}{2}\cdot \frac{CH}{CB}\  \ (3)

Από τις (2) και (3) αρκεί να δειχθεί ότι:

\displaystyle \frac{AW}{AD}= \frac{CH}{CB}\  \ (4)

Στη συνέχεια εφαρμόζουμε το θεώρημα του Μενελάου στο τρίγωνο \displaystyle{ACD} με διατέμνουσα την \displaystyle{OEW}. Άρα:

\displaystyle \frac{AW}{WD}\cdot \frac{DO}{OC}\cdot \frac{CE}{EA}=1\\\\\Rightarrow \frac{AW}{WD}=\frac{OC}{OD}\  \ (5)

Όμοια το ίδιο θεώρημα στο τρίγωνο \displaystyle{BCD} με διατέμνουσα την \displaystyle{OHZ}. Άρα:

\displaystyle \frac{BZ}{ZD}\cdot \frac{DO}{OC}\cdot \frac{CH}{HB}=1\\\\\Rightarrow \frac{CH}{HB}=\frac{OC}{OD}\  \ (6)

Από τις (5) και (6) προκύπτει:

\displaystyle  \frac{AW}{WD}=\frac{CH}{HB}\\\\\Rightarrow \frac{AW}{AD}=\frac{CH}{BC}\  \ (7)

Η σχέση (7) είναι η (4) η οποία εξασφαλίζει την ισότητα των όγκων των τετραέδρων \displaystyle{A.BEW, \  \ C.DEH}

Επομένως το επίπεδο αυτό χωρίζει το τετράεδρο σε δύο ισοδύναμα στερεά πολύεδρα.

Κώστας Δόρτσιος


thanasis.a
Δημοσιεύσεις: 491
Εγγραφή: Δευ Ιαν 02, 2012 10:09 pm

Re: ΙΚΑΡΩΝ 1973 ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ

#10

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από thanasis.a » Δευ Δεκ 30, 2013 12:48 am

2. Δίνεται ισοσκελές τρίγωνο \displaystyle{AB\Gamma} (\displaystyle{AB=A\Gamma}) και σημείο \displaystyle{\Delta} πάνω στην πλευρά του \displaystyle{A\Gamma}. Να αχθεί από το \displaystyle{ \Delta} ευθεία, που να τέμνει την ευθεία \displaystyle{AB} σε σημείο \displaystyle{Z} τέτοιο ώστε τα τρίγωνα \displaystyle{AB\Gamma} και \displaystyle{A\Delta Z} να είναι ισοδύναμα.
draw1.png
draw1.png (17.94 KiB) Προβλήθηκε 1960 φορές
..καλησπέρα..

ονομάζουμε: AB=AC=b,\,\,\,AD=x,\,\,\,\,BZ=t. Ο σκοπός μας είναι να υπολογίσουμε και να κατασκευάσουμε το τμήμα t, με δεδομένα τα τμήματα b,x και με την προυπόθεση ότι (ABC)=(ADZ).

Έχουμε: \displaystyle (ABC)=\frac{1}{2}\cdot AB\cdot AC\cdot \eta \mu (\hat{BAC)}\,\,\,(1) και ταυτόχρονα \displaystyle (ADZ)=\frac{1}{2}\cdot AD\cdot AZ\cdot \eta \mu (\hat{DAZ)}\,\,\,(2)

Επειδή όμως: (ABC)=(ADZ)\displaystyle\Rightarrow ...\Rightarrow b^{2}=(b+t)\cdot x\Rightarrow ..\Rightarrow t=\frac{b\cdot (b-x)}{x}. Έτσι το ευθύγραμμο τμήμα t υπολογίσθηκε και κατασκευάζεται εύκολα ως εφαρμογή του θ. Θαλή.


Άβαταρ μέλους
KARKAR
Δημοσιεύσεις: 15016
Εγγραφή: Τετ Δεκ 08, 2010 6:18 pm

Re: ΙΚΑΡΩΝ 1973 ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ

#11

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από KARKAR » Δευ Δεκ 30, 2013 9:21 am

Ικάρων 73(2).png
Ικάρων 73(2).png (27.45 KiB) Προβλήθηκε 1949 φορές
Επειδή το κύριο ζητούμενο , ήταν η κατασκευή , συνεχίζω τη λύση του Θανάση : Φέρω το DB

και από το C παράλληλη προς την DB , η οποία τέμνει την προέκταση της AB στο S .

Από θ.Θαλή έχω : \displaystyle \frac{AD}{AB}=\frac{AC}{AS}\Leftrightarrow AD\cdot AS=AB \cdot AB , ό.έ.δ.

Παρατήρηση : Δεν είναι απαραίτητο το αρχικό τρίγωνο να είναι ισοσκελές !


ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ ΣΤΑΥΡΟΣ
Δημοσιεύσεις: 3600
Εγγραφή: Πέμ Φεβ 27, 2014 9:05 am
Τοποθεσία: ΧΑΛΚΙΔΑ- ΑΘΗΝΑ-ΚΡΗΤΗ

Re: ΙΚΑΡΩΝ 1973 ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ

#12

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ ΣΤΑΥΡΟΣ » Κυρ Οκτ 25, 2020 10:24 am

KDORTSI έγραψε:
Σάβ Δεκ 28, 2013 6:07 pm
parmenides51 έγραψε:5. Το επίπεδο που διέρχεται από τα μέσα δυο απέναντι ακμών τετραέδρου \displaystyle{OAB\Gamma} το διαιρεί σε δυο μέρη ισοδύναμα.
Στο ακόλουθο σχήμα έχουμε φέρει ένα επίπεδο που διέρχεται από τα μέσα \displaystyle{E,Z} αντίστοιχα των ακμών \displaystyle{AC, BD} του τετραέδρου \displaystyle{A.BCD}.

Το επίπεδο αυτό τέμνει τις \displaystyle{AD,BC} αντίστοιχα στα σημεία \displaystyle{W,H}.

Προεκτείνοντας το επίπεδο αυτό του τετραπλεύρου \displaystyle{(EHZW)} βρίσκουμε την τομή \displaystyle{O} αυτού με την \displaystyle{CD}.

Με άλλα λόγια οι τρεις ευθείες που ορίζουν οι \displaystyle{EW, HZ, CD} διέρχονται από το ίδιο σημείο, δηλαδή το \displaystyle{O}.

Ισομερισμός Τετραέδρου 1.PNG

Προφανώς οι δύο τετραγωνικές πυραμίδες \displaystyle{B.EHZW, \  \ C.EHZW}, έχουν ίδια βάση την \displaystyle{(EHZW)}

και ίσα ύψη γιατί οι κορυφές \displaystyle{B,D} ισαπέχουν από το επίπεδο της βάσης καθώς το \displaystyle{Z} είναι μέσον του τμήματος \displaystyle{BD}. Άρα:

\displaystyle V(B.EHZW)=V(D.EHZW)\ \ (1)

Για να δείξουμε το ζητούμενο αρκεί να δείξουμε ότι τα τετράεδρα \displaystyle{A.BEW, \  \ C.DEH} έχουν τον ίδιο όγκο.

Όμως είναι:

\displaystyle \frac{V(A.BEW)}{V(A.BCD)}=\frac{AB\cdot AE\cdot AW}{AB\cdot AC\cdot AD}=\frac{1}{2}\cdot \frac{AW}{AD}\  \ (2)

\displaystyle \frac{V(C.DEH)}{V(A.BCD)}=\frac{CE\cdot CH\cdot CD}{CA\cdot CB\cdot CD}=\frac{1}{2}\cdot \frac{CH}{CB}\  \ (3)

Από τις (2) και (3) αρκεί να δειχθεί ότι:

\displaystyle \frac{AW}{AD}= \frac{CH}{CB}\  \ (4)

Στη συνέχεια εφαρμόζουμε το θεώρημα του Μενελάου στο τρίγωνο \displaystyle{ACD} με διατέμνουσα την \displaystyle{OEW}. Άρα:

\displaystyle \frac{AW}{WD}\cdot \frac{DO}{OC}\cdot \frac{CE}{EA}=1\\\\\Rightarrow \frac{AW}{WD}=\frac{OC}{OD}\  \ (5)

Όμοια το ίδιο θεώρημα στο τρίγωνο \displaystyle{BCD} με διατέμνουσα την \displaystyle{OHZ}. Άρα:

\displaystyle \frac{BZ}{ZD}\cdot \frac{DO}{OC}\cdot \frac{CH}{HB}=1\\\\\Rightarrow \frac{CH}{HB}=\frac{OC}{OD}\  \ (6)

Από τις (5) και (6) προκύπτει:

\displaystyle  \frac{AW}{WD}=\frac{CH}{HB}\\\\\Rightarrow \frac{AW}{AD}=\frac{CH}{BC}\  \ (7)

Η σχέση (7) είναι η (4) η οποία εξασφαλίζει την ισότητα των όγκων των τετραέδρων \displaystyle{A.BEW, \  \ C.DEH}

Επομένως το επίπεδο αυτό χωρίζει το τετράεδρο σε δύο ισοδύναμα στερεά πολύεδρα.

Κώστας Δόρτσιος
Χαιρετώ τα όμορφα Γρεβενά.

Μπορούμε να γλυτώσουμε τα τελευταία.
Η σχέση
\displaystyle \frac{AW}{AD}= \frac{CH}{CB}\  \ (4)

είναι ισοδύναμη με την

\displaystyle \frac{DW}{AW}= \frac{BH}{CH}\  \
(αντιστρέφουμε και σπάμε)

Αλλά είναι

\displaystyle \frac{DW}{AW}.\frac{EA}{EC}.\frac{HC}{HB}.\frac{ZB}{ZD}=1(*)

οπότε χρησιμοποιώντας ότι τα E,Z
βλέπουμε ότι ισχύει.

Η σχέση (*) προκύπτει γιατί οι λόγοι είναι ισοι με τον λόγο των αποστάσεων των κορυφών
από το επίπεδο.

Γενικότερα με τον ίδιο τρόπο μπορεί να αποδειχθεί ότι

Αν έχουμε A_i ,i=1,2,...,n όπου n>3 σημεία στον χώρο και ένα επίπεδο τέμνει την

\displaystyle A_iA_{i+1} στο B_i και την A_n A_1 στο B_n
τότε είναι

\displaystyle \frac{A_1B_1}{A_2B_1}.\frac{A_2B_2}{A_3B_2}.....\frac{A_nB_n}{A_1B_n}=1



Άβαταρ μέλους
Al.Koutsouridis
Δημοσιεύσεις: 1797
Εγγραφή: Πέμ Ιαν 30, 2014 11:58 pm
Τοποθεσία: Αθήνα

Re: ΙΚΑΡΩΝ 1973 ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ

#13

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Al.Koutsouridis » Κυρ Οκτ 25, 2020 3:02 pm

ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ ΣΤΑΥΡΟΣ έγραψε:
Κυρ Οκτ 25, 2020 10:24 am

Αλλά είναι

\displaystyle \frac{DW}{AW}.\frac{EA}{EC}.\frac{HC}{HB}.\frac{ZB}{ZD}=1(*)

οπότε χρησιμοποιώντας ότι τα E,Z
βλέπουμε ότι ισχύει.

Η σχέση (*) προκύπτει γιατί οι λόγοι είναι ισοι με τον λόγο των αποστάσεων των κορυφών
από το επίπεδο.
Απλά να σημειώσουμε ότι η σχέση (*) είναι το θεώρημα Μενελάου για στρεβλά τετράπλευρα.

Για όσους γνωρίζουν τις ιδιότητες και θεωρήματα αφινικών μετασχηματισμών μπορεί να δοθεί και η εξής λύση:

Εφόσον δυο οποιαδήποτε τετράεδρα είναι αφινικά ισοδύναμα, τότε η λύση του προβλήματος για το κανονικό τετράεδρο θα ισχύει και για τυχαίο. Το κανονικό τετράεδρο όμως είναι συμμετρικό ως προς την ευθεία που διέρχεται από τα μέσα δυο απέναντι ακμών του. Αυτή η αξονική συμμετρία μετασχηματίζει το τέμνον επίπεδο στον εαυτό του και τα τμήματα του τετραέρου στα οποία διαμερίζεται από αυτό το επίπεδο, το ένα στο άλλο. Οπότε οι όγκοι τους είναι ίσοι.


Απάντηση

Επιστροφή σε “Εξετάσεις Σχολών”

Μέλη σε σύνδεση

Μέλη σε αυτήν τη Δ. Συζήτηση: Δεν υπάρχουν εγγεγραμμένα μέλη και 2 επισκέπτες