№535*. Сумма углов при одном из оснований трапеции равна . Докажите, что отрезок, соединяющий середины оснований трапеции, равен их полуразности.
Дано:
— трапеция ().
.
— середина .
— середина .
Доказать:
.
Доказательство:
1) Продлим боковые стороны трапеции и до их пересечения в точке .
Рассмотрим большой треугольник . По условию сумма углов при основании равна ().
Сумма всех углов треугольника равна , поэтому найдём третий угол :
Значит, треугольник — прямоугольный с прямым углом при вершине .
2) Точка является серединой гипотенузы большого прямоугольного треугольника .
Отрезок — это медиана, проведённая к гипотенузе. По свойству прямоугольного треугольника, медиана равна половине гипотенузы:
3) Теперь рассмотрим верхний треугольник . Так как основания трапеции параллельны (), этот треугольник подобен большому треугольнику .
Следовательно, он также прямоугольный ().
Точка — середина гипотенузы этого треугольника. Аналогично пункту 2, отрезок является медианой, поэтому:
4) Важный геометрический факт: в любой трапеции прямая, проходящая через точку пересечения продолжений боковых сторон и середину одного из оснований, проходит также и через середину другого основания.
Поэтому точки , и лежат на одной прямой.
5) Длина искомого отрезка равна разности длин отрезков и (так как они лежат на одной прямой):
Подставим найденные ранее выражения для и :
Вывод: Отрезок, соединяющий середины оснований такой трапеции, равен их полуразности. Что и требовалось доказать.