Может ли сумма расстояний от некоторой точки внутри выпуклого четырехугольника до его вершин быть больше периметра четырехугольника?
от

1 Ответ

дано:  
выпуклый четырехугольник ABCD и точка P внутри этого четырехугольника  

найти:  
может ли сумма расстояний от точки P до вершин A, B, C и D быть больше периметра четырехугольника ABCD  

решение:  
1. Обозначим сумму расстояний от точки P до вершин четырехугольника как S = PA + PB + PC + PD.

2. Периметр четырехугольника обозначим как P_quad = AB + BC + CD + DA.

3. Применим свойство выпуклого многоугольника. Для любого внутреннего угла четырехугольника, проведем два отрезка: один из вершины A к P и другой из P к вершине B. Получаем треугольник ABP.

4. По неравенству треугольника мы знаем, что:
   PA + PB > AB

5. Аналогично, для остальных сторон четырехугольника имеем:
   PB + PC > BC
   PC + PD > CD
   PD + PA > DA

6. Сложив все четыре неравенства, получаем:
   (PA + PB) + (PB + PC) + (PC + PD) + (PD + PA) > AB + BC + CD + DA

7. Это можно переписать как:
   2(PA + PB + PC + PD) > P_quad

8. Разделив обе стороны на 2, получаем:
   PA + PB + PC + PD > 1/2 * P_quad

9. Однако, в данном случае мы хотим показать, может ли S быть больше P_quad. Мы видим, что каждая пара отрезков (например, PA + PB) показывает, что сумма расстояний до двух вершин всегда будет больше соответствующей стороны.

10. Таким образом, если S действительно становится равным или превышает P_quad, это противоречит условию выпуклости и свойствам треугольников.

ответ:  
Сумма расстояний от некоторой точки внутри выпуклого четырехугольника до его вершин не может быть больше периметра четырехугольника.
от