Давайте рассмотрим треугольник ABC, где D и E — это середины сторон AB и AC соответственно. Нам нужно доказать, что отрезок DE, соединяющий точки D и E, параллелен стороне BC и равен половине её длины.
Доказательство:
Определим координаты точек:
- Пусть A(0, 0) — это вершина треугольника,
- B(b, 0) — это точка на оси Х,
- C(c, h) — это точка выше оси Х.
Теперь найдем координаты середины отрезка AB (точка D) и середины отрезка AC (точка E):
- Середина отрезка AB: D = \(\left( \frac{0 + b}{2}, 0 \right) = \left( \frac{b}{2}, 0 \right)\).
- Середина отрезка AC: E = \(\left( \frac{0 + c}{2}, \frac{0 + h}{2} \right) = \left( \frac{c}{2}, \frac{h}{2} \right)\).
Теперь найдем вектор DE:
- DE = E - D = \(\left( \frac{c}{2} - \frac{b}{2}, \frac{h}{2} - 0 \right) = \left( \frac{c - b}{2}, \frac{h}{2} \right)\).
Теперь найдем вектор BC:
- BC = C - B = \((c - b, h - 0) = (c - b, h)\).
Вектор DE можно выразить как половину вектора BC:
- DE = \(\frac{1}{2} \cdot (c - b, h)\). Это показывает, что длина отрезка DE равна половине длины отрезка BC.
Доказательство параллельности:
- Если два вектора \( \mathbf{A} = (x_1, y_1) \) и \( \mathbf{B} = (x_2, y_2) \) параллельны, то они имеют одинаковое направление, что можно проверить по отношению их компонентов:
- DE и BC имеют одно и то же направление, так как их компоненты пропорциональны: \[ \frac{\frac{h}{2}}{\frac{h}{2}} = 1. \] Это указывает, что DE параллелен BC.
Таким образом, мы доказали, что средняя линия DE треугольника ABC параллельна стороне BC и равна половине её длины.