Чтобы доказать, что четырехугольник является ромбом, если его вершинами являются середины сторон:
а) Прямоугольника.
Рассмотрим прямоугольник ABCD. Пусть M, N, P и Q – середины сторон AB, BC, CD и DA соответственно. Теперь нам нужно показать, что четырехугольник MNPQ является ромбом.
Длины отрезков:
- Длина отрезка MN равна половине длины стороны AB, что равно длине отрезка PQ, так как обе стороны AB и CD равны.
- Аналогично, длина отрезка NP равна половине длины стороны BC, что равно длине отрезка MQ, так как стороны BC и AD равны.
Углы:
- У прямоугольника углы равны 90 градусам. Это означает, что углы при вершинах квадрата M и N, а также P и Q также будут прямыми, что делает их равными.
Таким образом, MNPQ имеет четыре равные стороны и равные углы (по 90 градусов), что определяет его как ромб (на самом деле, это будет квадрат, который является частным случаем ромба).
б) Равнобедренной трапеции.
Теперь рассмотрим равнобедренную трапецию ABCD, где AB || CD и AD = BC. Пусть M, N, P и Q – середины сторон AB, BC, CD и DA соответственно.
Длины отрезков:
- Длина отрезка MN равна половине длины отрезка AB. Длина отрезка PQ равна половине длины отрезка CD. Но поскольку AB и CD параллельны и равны, MN будет равно PQ.
- Длина отрезка NP равна длине отрезка MQ. Так как AD = BC, то равенство NP = MQ следует из свойства середины.
Углы:
- Углы при вершинах M и N равны, потому что они образуются за счет равных боковых сторон AD и BC, и средние линии, соединяющие середины, также равны.
Таким образом, все четыре стороны MNPQ равны, и углы равны. Это подтверждает, что MNPQ является ромбом.
В обоих случаях мы наблюдаем, что четырехугольники, построенные из полусумм сторон, получаются ромбами.