Propuesto por José Nogareda Villar, profesor de matemáticas del IES "Ramón Olleros de Béjar" (Salamanca).


PROBLEMA 137: Sea ABC un triángulo. Sea P un punto que no pertenezca al mismo. Trazar por P una recta de manera que corte al triángulo en dos figuras geométricas de la misma área. Nogereda, J. (2004): Comunicación personal

Solución de José María Pedret. Ingeniero Naval. (Esplugas de Llobregat, Barcelona) (12 de febrero de 2004)

1371.gif Figura 1

 

Si PM es la solución, el área del triángulo MNB es igual al área del polígono MNAC.

Enunciado


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Igualdad de áreas

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Triángulos semejantes (AJB, MIB)

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Triángulos semejantes (MNB, PNB’)


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Poniendo todo junto

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Acabamos de transformar el problema original en este nuevo problema:

Dados dos segmentos a y b, encontrar el segmento x tal que: ole6.gif

1372.gif Figura 2

 

Para resolverlo, recordamos las propiedades de la potencia de un punto respecto a un círculo. Vemos que hay dos soluciones


ole7.gif

Resolución y construcción del nuevo problema


Sea el segmento QT de longitud b. Sobre la perpendicular por T, llevamos TO de longitud a/2. Trazamos el círculo de centro O y radio a/2 tangente a PT en T. La intersección de QO con el círculo, da dos soluciones QR y QS.

En nuestro caso


ole8.gif

Vuelta al problema original


Obtenido x determinamos BM. La recta PM es la solución.


CONSTRUCCION

1373.gif Figura 3

 

Trazamos, por P, una paralela a BC. Esta corta a BA en B` y en Ć a CA.



Hallamos ole9.gif .



Para ole10.gif , unimos E, punto medio de BC con B́, para multiplicar por ole11.gif llevamos por D́, simétrico del punto medio de AB respecto a B. una paralela a B́E que corta a BC en O, Entonces ole12.gif .

 

 

1374.gif

Hallamos ole13.gif


Para ole14.gif , unimos B con P.

Para multiplicar por ole15.gif , por punto medio de BA, paralela a BP que corta a BC en F.


Entonces ole16.gif y así ole17.gif .


Para b, trazamos el círculo de diámetro ole18.gif (Ć́ simétrico de C respecto a B).


La perpendicular por B a FĆ́ nos da Q sobre el círculo trazado, tal que ole19.gif .

1375.gif

Trazamos ahora la recta QB que corta al círculo en R y S. Tomamos la solución QR y llevamos ole20.gif . M es el punto buscado. La recta PM es la solución buscada.