№528. Точки и — середины сторон и параллелограмма . Докажите, что прямые и делят диагональ на три равные части.
Дано:
— параллелограмм.
— середина стороны ().
— середина стороны ().
Диагональ пересекается с прямыми и в точках и соответственно.
Доказать:
Прямые делят диагональ на три равные части:
Доказательство:
1) Рассмотрим четырёхугольник .
Так как — параллелограмм, его противоположные стороны и равны и параллельны.
Точки и — середины этих сторон, следовательно, отрезки и также равны и параллельны:
Если в четырёхугольнике две противоположные стороны равны и параллельны, то он является параллелограммом. Значит, — параллелограмм.
Отсюда следует, что его другие противоположные стороны также параллельны:
2) Рассмотрим треугольник .
Отрезок лежит на прямой , а значит, параллелен стороне (так как ).
При этом точка является серединой стороны . По теореме Фалеса (или свойству средней линии треугольника), прямая, проходящая через середину одной стороны треугольника параллельно другой стороне, делит третью сторону пополам:
3) Аналогично рассмотрим треугольник .
Отрезок лежит на прямой и параллелен стороне . Точка является серединой стороны .
По теореме Фалеса прямая делит сторону пополам:
4) Объединяя оба полученных равенства, мы имеем:
Следовательно, все три отрезка равны между собой:
Вывод: Прямые и делят диагональ на три равные части. Что и требовалось доказать.