В произвольном четырехугольнике отметили середины всех сторон. Докажите, что полученные точки образуют параллелограмм.
от

1 Ответ

Дано:
Четырехугольник ABCD, в котором отмечены середины всех сторон: M, N, O, и P соответственно. Пусть M — середина отрезка AB, N — середина отрезка BC, O — середина отрезка CD, P — середина отрезка DA.

Найти:
Докажите, что точки M, N, O и P образуют параллелограмм.

Решение:
1. Рассмотрим векторное представление:
   Пусть векторы A, B, C и D представляют вершины четырехугольника ABCD. Обозначим середины сторон как:
   - M = (A + B) / 2
   - N = (B + C) / 2
   - O = (C + D) / 2
   - P = (D + A) / 2

2. Найдем вектор MN:
   Вектор MN равен:
   MN = N - M
      = [(B + C) / 2] - [(A + B) / 2]
      = (B + C - A - B) / 2
      = (C - A) / 2

3. Найдем вектор OP:
   Вектор OP равен:
   OP = P - O
      = [(D + A) / 2] - [(C + D) / 2]
      = (D + A - C - D) / 2
      = (A - C) / 2

4. Проверим, что MN и OP параллельны:
   Векторы MN и OP равны по модулю, но противоположны по направлению:
   MN = (C - A) / 2
   OP = (A - C) / 2
   Поэтому MN и OP параллельны и имеют равные длины, что доказывает, что MN || OP и MN = -OP.

5. Найдем вектор NO:
   Вектор NO равен:
   NO = O - N
      = [(C + D) / 2] - [(B + C) / 2]
      = (C + D - B - C) / 2
      = (D - B) / 2

6. Найдем вектор MP:
   Вектор MP равен:
   MP = P - M
      = [(D + A) / 2] - [(A + B) / 2]
      = (D + A - A - B) / 2
      = (D - B) / 2

7. Проверим, что NO и MP параллельны:
   Векторы NO и MP равны:
   NO = (D - B) / 2
   MP = (D - B) / 2
   Поэтому NO и MP параллельны и равны по длине, что доказывает, что NO || MP и NO = MP.

   Мы доказали, что противоположные стороны многоугольника, образованного точками M, N, O и P, параллельны и равны по длине. Таким образом, M, N, O и P образуют параллелограмм.

Ответ:
Точки M, N, O и P образуют параллелограмм.
от