Для доказательства того, что четырёхугольник ANBQ является параллелограммом, рассмотрим следующий ход рассуждений.
Дано:
- Прямоугольник MNPQ.
- Диагональ MP.
- Точки A и B на диагонали MP такие, что MA = PB.
Требуется доказать: ANBQ – параллелограмм.
Чтобы доказать, что ANBQ является параллелограммом, достаточно показать, что противоположные стороны этого четырёхугольника параллельны и равны по длине.
Шаг 1: Рассмотрим свойства прямоугольника и диагонали.
Диагонали прямоугольника равны и пересекаются в их серединах. Пусть точка O – это точка пересечения диагоналей MP и NQ. Точка O – середина как диагонали MP, так и диагонали NQ.
Шаг 2: Найдём координаты точек A и B.
Пусть диагональ MP делится на три части: MA, AB и BP. Так как MA = PB, то эти части равны. Пусть длина каждого отрезка равна x. Таким образом, MP делится пополам точкой O на два равных отрезка MO и OP.
Теперь рассмотрим координаты точек M и P. Пусть M имеет координаты (0, 0), а P – (a, b). Тогда точка O, как середина MP, имеет координаты ((a/2), (b/2)).
Точки A и B делят MP на три равные части, и их координаты будут следующими:
- Точка A находится на расстоянии x от M, поэтому её координаты: (a/3, b/3).
- Точка B находится на расстоянии x от P, поэтому её координаты: (2a/3, 2b/3).
Шаг 3: Рассмотрим стороны AN и BQ.
Точки N и Q являются вершинами прямоугольника. Пусть N имеет координаты (a, 0), а Q – (0, b).
Координаты A – (a/3, b/3), и координаты N – (a, 0).
Тогда вектор AN = (a - a/3, 0 - b/3) = (2a/3, -b/3).
Координаты B – (2a/3, 2b/3), и координаты Q – (0, b).
Тогда вектор BQ = (0 - 2a/3, b - 2b/3) = (-2a/3, b/3).
Шаг 4: Докажем параллельность и равенство сторон AN и BQ.
Вектор AN = (2a/3, -b/3).
Вектор BQ = (-2a/3, b/3).
Если мы умножим вектор AN на -1, то получим вектор (-2a/3, b/3), который является точно таким же, как вектор BQ. Это означает, что векторы AN и BQ равны по длине и направлены в противоположные стороны, то есть параллельны.
Таким образом, стороны AN и BQ параллельны и равны по длине. Аналогичные рассуждения можно провести для сторон NB и AQ, чтобы показать, что они также параллельны и равны по длине.
Вывод:
Так как противоположные стороны четырёхугольника ANBQ параллельны и равны, то ANBQ является параллелограммом.