Látum $ABCDEF$ og $FGHIJK$ vera misstóra reglulega sexhyrninga með
nákvæmlega einn sameiginlegan punkt $F$ þannig að punktarnir $C$, $F$
og $I$ liggja á beinni línu (sjá mynd). Látum hringinn gegnum punktana
$A$, $F$ og $K$ skera línuna $CI$ í punkti $L$ þannig að $L \ne F$.
Sýnið að:
(a) $ALK$ er jafnhliða þríhyrningur.
(b) $L$ er miðpunktur striksins $CI$.
Lausn
(a) Hornin í reglulegum sexhyrningi eru öll $120^\circ$. Því er
$\angle K F L=60^\circ$. Þá er hornið $\angle K A L$ líka $60^\circ$ því
þetta eru ferilhorn sem spanna sama boga. Eins sjáum við að
$\angle A F K=60^\circ$ og því er $\angle A L K=60^\circ$. Nú er fengið að
tvö horn í þríhyrningnum $A L K$ eru $60^\circ$ og þar með er fengið að
$ALK$ er jafnhliða.
(b) Látum $M$ vera miðpunkt sex-hyrningsins $A B C D E F $ og $N$ vera miðpunkt
$F G H I J K$. Í
reglulegum sexhyrningi þá er miðpunkturinn í sömu fjarlægð frá hverjum
hinna sex hornpunkta. Einnig er fjarlægðin frá miðpunktinum til hvers
horn-punkt-anna
jöfn hlið-arlengd sexhyrningsins. Táknum hliðarlengd $A B C D E F$ með
$a$ og hliðarlengd $FGHIJK$ með $b$. Þá er lengd línustriksins $CI$
jöfn $2a+2b$. Viljum sýna að lengd línustriksins $I L$ sé
$a+b$, það er, að lengd línustriksins $NL$ sé $a$. Það gerum við með
því að sýna að þríhyrningarnir $A K F$ og $L K N$ séu eins. Samkvæmt (a)
er línustrikið $A K$ jafnlangt línustrikinu $K L$. Einnig fæst að
línustrikið $K F$ er jafnt línustrikinu $K N$. Samkvæmt (a) fáum við að
$$\angle A K F=\angle A K L-\angle F K L=60^\circ-\angle F K L,$$
og einnig er
$$angle L K N=\angle F K N-\angle F K L=60^\circ-\angle F K L.$$
Þríhyrningarnir $A K F$ og $L K N$ hafa því tvær hliðar eins og hornið á
milli hliðanna er líka eins í báðum, því eru þeir eins. Þá er
línustrikið $N L$ jafnlangt línustrikinu $A F$ og lengd $A F$ er $a$.