Problema 215.
Propuesto por Juan Bosco Romero Márquez, profesor colaborador de la Universidad de Valladolid
Sea AD una ceviana cualquiera del triángulo ABC donde D está en el lado BC.
Con centro en D, se construyen las dos circunferencias de radios respectivos, DB, y DC, que denotamos por C1 y C2, respectivamente.
Sean E y F, los puntos donde las circunferencias C1 y C2
intersecan con la circunscrita C, respectivamente.
Probar que :
1) Los puntos E, F y D están alineados.
2) Hallar el lugar geométrico descrito por los puntos E y F,
respectivamente, cuando D, varía a lo largo del lado BC.
Solución de Ricard Peiró i Estruch Profesor de Matemáticas del IES 1 de Xest (València):
a)
El cuadrilátero BFCE está inscrito en la circunferencia C3. Sea O el centro.
D es el centro de la circunferencia C1 la mediatriz a la cuerda
pasa por los puntos O D.
D es el centro de la circunferencia C2 la mediatriz a la cuerda
pasa por los puntos O, D
La recta que pasa por los puntos OD es perpendicular a
y
.
Entonces
y
son paralelos.
Por tanto, los segmentos
y
son iguales.
Por tanto los triángulos
,
son iguales.
Entonces
.
Entonces D, E, F están alineados.
b)
Supongamos
es diámetro de la circunferencia C3 circunscrita, es decir
de centro O el punto medio de
.
Entonces el lugar geométrico es toda la circunferencia C3. Ya que dado cualquier punto X de la circunferencia C3 las mediatrices a
y a
intersectan los lados
en O y X pertenece a la circunferencia de centro O y radio
.
Supongamos que
, entonces
es menor que el diámetro de la circunferencia C3.
Determinemos el lugar geométrico de los puntos E del problema.
Consideremos la circunferencia de centro C que pasa por B que corta la circunferencia C3 en el punto Y.
Veamos que el arco de circunferencia BCY es el lugar geométrico del punto E al variar cualquier punto D sobre el segmento
.
Sea P sobre el arc BCY.
.
.
La mediatriz del segmento
corta el segmento
en D’. La circunferencia de centro D’ que pasa por B corta la circunferencia C3 en P.
Sea P’ en el arco complementario a BCY.
Tenemos que
.
La mediatriz del segmento
no corta el segmento
.
Entonces no existe D sobre
tal que
.
Análogamente lo probaríamos para
.