Pohyblivý bod, stálý součet
Trojúhelník \(ABC\) má obsah \(84\). Bod \(M\) je střed strany \(AB\), bod \(N\) je střed strany \(AC\) a bod \(P\) leží kdekoli na úsečce \(BC\), včetně jejích konců.
Urči součet obsahů trojúhelníků \(AMP\) a \(ANP\). V krajních polohách počítej obsah degenerovaného trojúhelníku jako nulu. Závisí výsledek na poloze bodu \(P\)?
Řešení krok za krokem
Dvě poloviny se složí v polovinu celku
Pohyb bodu \(P\) mění oba malé obsahy, ale jejich součet se dá vztáhnout ke dvěma částem původního trojúhelníku.
Rozdělíme původní trojúhelník
Zápisem \([XYZ]\) označujeme obsah trojúhelníku \(XYZ\). Úsečka \(AP\) rozdělí trojúhelník \(ABC\) na trojúhelníky \(ABP\) a \(ACP\). Jejich obsahy mají součet \(84\); pro \(P=B\) nebo \(P=C\) je jeden z nich nulový.
Použijeme středy stran
Trojúhelníky \(AMP\) a \(ABP\) mají stejnou výšku z bodu \(P\) ke straně \(AB\), ale \(AM=\frac12 AB\). Proto
Stejně tak \([ANP]=\frac12[ACP]\).
Sečteme obě poloviny
Vztah platí pro každou polohu \(P\) na celé úsečce \(BC\).
Součet obsahů je vždy \(42\) a na poloze bodu \(P\) nezávisí.