Háromszög szögfelezői egy pontban metszik egymást, beírható kör – Videó bizonyítás
Bebizonyítjuk, hogy a háromszög szögfelezői egy pontban metszik egymást és ez a pont a háromszög beírható körének a középpontja.
Rajzoljunk egy általános háromszöget és rajzoljuk be a szögfelező egyeneseket. Jelöljük el a kapott szögeket is az ábra szerint.
Azt kívánjuk igazolni, hogy mindegyik egyenes ugyanazon a ponton megy át.
Szögfelező egyenes definíció szerint, ha adott egy szögszár, jelen esetben az szögszár teszi ki az és egyeneseket. Ennek a szögnek a szögfelező egyenese olyan pontok halmaza a síkban amelyek távolsága és egyenesektől megegyezik.
Ha felveszünk egy tetszőleges pontot a szögfelező egyenesen, akkor ennek a pontnak a távolsága az egyenestől megegyezik a pont és az egyenestől való távolságával.
és egyenesek metszéspontja , így definíció szerint ez a pont egyenló távolságra lesz mind az , és mind a oldalaktól
(1)
pont rajta van az egyenesen is, mivel egyenes definíció szerint olyan pontok halmaza a síkon, amelyek az és egyenesekre vannak egyenlő távolságra, tehát teljesülni fog
(2)
Összehasonlítva a két egyenletet láthatjuk, hogy
(3)
Tehát az pont egyenlő távolságra van az és oldaltól is. Az ilyen pontok halmaza a síkon, melyek egyenlő távol vannak az és egyenesektől, azok éppen a szög szögfelező egyenesén vannak, azaz a egyenesen. Tehát szükségképpen az pontnak rajta kell lennie a egyenesen, hogy ez az összefüggés teljesülhessen. Így,
(4)
Ezzel azt igazoltuk, hogy és metszéspontja rajta van a egyenesen is. Ezzel bebizonyítottuk, hogy a három egyenes egy közös ponton megy át.
Háromszög beírható körének középpontja
Az középpont egyenlő távolságra van mindhárom oldalegyenestől, mert igaz az , és összefüggés.
Tehát, ha középpontból kört rajzolunk az pont és az oldal közti szakaszhosszal, akkor az a kör a háromszög mindhárom oldalát érinti.
Ezzel igazoltuk a a beírható kör definícióját, azaz ez egy olyan kör ami egy háromszög belsejében fekszik és érinti a háromszög mindhárom oldalát.
Ezzel igazoltuk, hogy a három egyenes metszéspontja a beírható kör középpontja.