№614. Докажите, что сумма расстояний от точки, лежащей внутри равностороннего треугольника, до его сторон не зависит от положения этой точки.
Дано:
— равносторонний
(внутренняя точка)
Доказать:
Доказательство:
1) Соединим произвольную точку с вершинами треугольника , и . Отрезки разбивают равносторонний на три треугольника: , и .
Площадь всего треугольника равна сумме их площадей:
2) Выразим площадь каждого из трёх треугольников, используя то, что все стороны большого треугольника равны , а перпендикуляры из точки являются высотами:
3) Сложим полученные выражения:
Вынесем общий множитель за скобки:
4) С другой стороны, площадь равностороннего треугольника можно выразить через его сторону и его собственную высоту :
5) Приравняем два выражения для площади :
Разделив обе части уравнения на , получим:
6) Высота равностороннего треугольника — величина постоянная для данного треугольника. Значит, и сумма постоянна и не зависит от выбора точки .
Ответ: Доказано.