Ключевая идея: в прямоугольном треугольнике медиана, проведенная к гипотенузе, равна половине длины гипотенузы. Кроме того, середина гипотенузы — центр описанной окружности треугольника.
Пошаговое объяснение (два способа):
Способ 1. Геометрическое доказательство через окружность (Thales)
- Пусть треугольник ABC прямоугольный в C. Гипотенуза — AB, её длина c. Медиана CM проведена к середине M гипотенузы AB, поэтому AM = MB = c/2.
- Так как ∠ACB = 90°, по теореме Фалеса точки A, B, C лежат на одной окружности с диаметром AB. Центр этой окружности — середина AB, то есть точка M.
- Следовательно MA = MB = MC (радиус окружности). Так как MA = MB = c/2, получаем MC = c/2.
- Итог: длина медианы CM равна половине гипотенузы AB, то есть CM = AB/2 = c/2.
Способ 2. Координатный подход (для наглядности)
- Разместим треугольник так, чтобы C был в начале координат: C = (0,0). Пусть A = (a, 0), B = (0, b) с a, b > 0. Тогда гипотенуза AB имеет длину c = sqrt(a^2 + b^2).
- Медиана к гипотенузе идёт к середине AB: M = ((a+0)/2, (0+b)/2) = (a/2, b/2).
- Длина CM равна расстоянию от C до M: CM = sqrt((a/2)^2 + (b/2)^2) = sqrt((a^2 + b^2)/4) = sqrt(c^2/4) = c/2.
- Значит CM = c/2, как и обещано.
Дополнительное замечание
- Медиана к гипотенузе не только равна половине гипотенузы, но и является радиусом описанной окружности треугольника: MA = MB = MC = c/2. Поэтому центр описанной окружности совпадает с серединой гипотенузы.
Итог: длина медианы к гипотенузе в прямоугольном треугольнике равна половине длины гипотенузы. Медиана делит гипотенузу на две равные части и одновременно равна их половине.