Диагонали четырехугольника перпендикулярны, а отрезок, соединяющий середины его противоположных сторон, равен среднему арифметическому этих сторон. Докажите, что данный четырехугольник—трапеция или ромб.
от

1 Ответ

Дано:

- Четырехугольник ABCD с перпендикулярными диагоналями.
- Отрезок, соединяющий середины противоположных сторон, равен среднему арифметическому этих сторон.

Найти:

- Докажите, что данный четырехугольник является трапецией или ромбом.

Решение:

1. Обозначим четырехугольник ABCD, где диагонали AC и BD пересекаются в точке O и перпендикулярны друг другу. Пусть M и N – середины сторон AB и CD соответственно, и отрезок MN соединяет эти середины.

2. Введем следующие обозначения:
   - AB = a
   - BC = b
   - CD = c
   - DA = d
   - MN – отрезок, соединяющий середины AB и CD.

3. По условию MN = (a + c) / 2. Поскольку MN соединяет середины двух противоположных сторон, это отрезок средней линии четырехугольника.

4. В четырехугольнике с перпендикулярными диагоналями, средняя линия соединяет середины двух противоположных сторон и равна полусумме этих сторон.

5. Если MN = (a + c) / 2, это соответствует свойству средней линии трапеции, что подтверждает, что ABCD может быть трапецией.

6. Однако, для того чтобы ABCD был ромбом, требуется, чтобы все стороны были равны, а диагонали пересекались под прямым углом. Поскольку MN равно (a + c) / 2 и это значение равно полусумме противоположных сторон, мы можем дополнительно проверить следующее: если ABCD - ромб, то все стороны равны, и соответственно, MN также равно половине стороны ромба.

7. Таким образом, в случае трапеции, которая удовлетворяет условию, MN равен среднему арифметическому противоположных сторон. В случае ромба, стороны равны, и MN равно половине стороны.

8. Поэтому четырехугольник с перпендикулярными диагоналями и отрезком, соединяющим середины противоположных сторон, равным среднему арифметическому этих сторон, является трапецией или ромбом.

Ответ:

Данный четырехугольник является трапецией или ромбом.
от