Для того чтобы доказать, что четырёхугольник ABCD является ромбом, нужно показать, что все его стороны равны. Давайте найдем длины всех сторон и убедимся, что они равны.
Длины сторон в декартовой системе координат можно найти, используя формулу расстояния между двумя точками ((x_1, y_1)) и ((x_2, y_2)):
[ d = \sqrt{(x_2 - x_1)^2 + (y_2 - y_1)^2} ]
Теперь применим эту формулу к каждой паре вершин четырёхугольника ABCD.
Длина стороны AB:
Точки ( A(0, 0) ) и ( B(1, 2) ):
[ AB = \sqrt{(1 - 0)^2 + (2 - 0)^2} = \sqrt{1^2 + 2^2} = \sqrt{1 + 4} = \sqrt{5} ]
Длина стороны BC:
Точки ( B(1, 2) ) и ( C(2, 0) ):
[ BC = \sqrt{(2 - 1)^2 + (0 - 2)^2} = \sqrt{1^2 + (-2)^2} = \sqrt{1 + 4} = \sqrt{5} ]
Длина стороны CD:
Точки ( C(2, 0) ) и ( D(1, -2) ):
[ CD = \sqrt{(1 - 2)^2 + (-2 - 0)^2} = \sqrt{(-1)^2 + (-2)^2} = \sqrt{1 + 4} = \sqrt{5} ]
Длина стороны DA:
Точки ( D(1, -2) ) и ( A(0, 0) ):
[ DA = \sqrt{(0 - 1)^2 + (0 + 2)^2} = \sqrt{(-1)^2 + 2^2} = \sqrt{1 + 4} = \sqrt{5} ]
Итак, мы видим, что все четыре стороны четырёхугольника ABCD равны и каждая из них имеет длину (\sqrt{5}).
Поскольку все стороны равны, четырёхугольник ABCD является ромбом.