Чтобы доказать, что треугольник \( MNQ \) является равнобедренным, начнем с определения его сторон и точек.
Обозначим:
- \( M \) и \( N \) - основания высот \( AM \) и \( BN \) соответственно.
- \( Q \) - середина стороны \( AC \).
Известно, что высоты в треугольнике перпендикулярны соответствующим основаниям. Таким образом:
- \( AM \perp BC \)
- \( BN \perp AC \)
Поскольку \( Q \) является серединой стороны \( AC \), нам необходимо показать, что отрезки \( MQ \) и \( NQ \) равны.
Рассмотрим треугольники \( AMQ \) и \( BNQ \):
- В треугольнике \( AMQ \) высота \( AM \) делит угол \( A \) на два равных угла, так как \( AM \) является высотой.
- В треугольнике \( BNQ \) высота \( BN \) делит угол \( B \) на два равных угла.
Углы при вершинах \( Q \) соответственно равны, поскольку:
- \( \angle AMQ = \angle BNQ \) (поскольку высоты создают два прямых угла с основанием),
- \( AQ = QC \) (так как \( Q \) — середина \( AC \)).
Таким образом, у нас есть два треугольника:
- \( AMQ \) и \( BNQ \), которые имеют равные углы и общую сторону \( Q \), что по признаку равенства треугольников позволяет сделать вывод, что:
- \( MQ = NQ \).
Поскольку длины отрезков \( MQ \) и \( NQ \) равны, треугольник \( MNQ \) является равнобедренным.
Итак, мы доказали, что треугольник \( MNQ \) равнобедренный.