№526. Докажите, что выпуклый четырёхугольник является параллелограммом, если его противоположные углы попарно равны.
Дано:
— выпуклый четырёхугольник.
Противоположные углы попарно равны:
Доказать:
— параллелограмм.
Доказательство:
1) Сумма всех углов любого выпуклого четырёхугольника равна :
2) По условию противоположные углы равны ( и ). Заменим в сумме углы и на и соответственно:
Отсюда получаем удвоенную сумму углов и :
3) Рассмотрим прямые и , пересечённые секущей .
Углы и при этих прямых являются внутренними односторонними. Так как их сумма равна , то прямые параллельны:
4) Аналогично, если заменить в исходной сумме углы и на равные им углы и , мы получим, что .
Рассмотрим прямые и , пересечённые секущей . Углы и являются внутренними односторонними, и их сумма равна . Следовательно:
5) Мы доказали, что противоположные стороны четырёхугольника попарно параллельны:
По определению, четырёхугольник, у которого противоположные стороны попарно параллельны, является параллелограммом.
Вывод: Четырёхугольник — параллелограмм. Что и требовалось доказать.