№518. Докажите, что прямая, проходящая через середины противоположных сторон прямоугольника, является его осью симметрии.
Дано:
— прямоугольник.
и — середины сторон и соответственно.
Доказать:
Прямая — ось симметрии прямоугольника.
Доказательство:
1) Так как противоположные стороны прямоугольника равны, .
По условию и — середины этих сторон. Следовательно, их половинки также равны между собой:
2) Рассмотрим четырёхугольник .
Его стороны и равны (доказано выше) и параллельны (так как лежат на параллельных сторонах прямоугольника).
Значит, четырёхугольник является параллелограммом.
3) Так как угол прямоугольника прямой (), этот параллелограмм является прямоугольником.
Следовательно, смежные с стороны перпендикулярны ей. Значит, прямая перпендикулярна сторонам и :
4) Рассмотрим осевую симметрию относительно прямой .
Поскольку прямая перпендикулярна отрезку и проходит через его середину , точка отображается в точку , и наоборот ().
Аналогично, так как прямая перпендикулярна отрезку и проходит через его середину , точка отображается в точку , и наоборот ().
5) В результате все вершины прямоугольника отображаются в его же вершины, то есть весь прямоугольник отображается сам на себя.
Вывод: Прямая является осью симметрии прямоугольника. Что и требовалось доказать.