№533. На диагонали квадрата взята точка так, что . Через точку проведена прямая, перпендикулярная к прямой и пересекающая в точке . Докажите, что .
Дано:
— квадрат.
Точка лежит на диагонали .
.
Прямая , точка .
Доказать:
.
Доказательство:
1) Проведём отрезок . Рассмотрим треугольники и .
Так как — квадрат, угол . Следовательно, треугольник — прямоугольный.
По условию , значит угол в треугольнике также равен .
В этих прямоугольных треугольниках:
Прямоугольные треугольники равны по гипотенузе и катету. Следовательно, равны и их вторые катеты:
2) Теперь рассмотрим треугольник .
Он прямоугольный, так как ().
В квадрате диагональ делит прямой угол пополам, поэтому угол (то есть ) равен .
Сумма острых углов прямоугольного треугольника равна . Найдём второй острый угол:
3) Так как в треугольнике два угла равны (), он является равнобедренным.
Его катеты равны между собой:
4) Объединяя равенства из первого и третьего пунктов, получаем:
Вывод: Все три отрезка равны между собой. Что и требовалось доказать.