№626. Докажите, что если диагонали четырёхугольника взаимно перпендикулярны, то .
Дано:
— четырёхугольник
(диагонали взаимно перпендикулярны)
Доказать:
Доказательство:
1) Обозначим точку пересечения диагоналей и буквой . Так как по условию диагонали взаимно перпендикулярны (), то все четыре треугольника, образованные при пересечении диагоналей (, , и ), являются прямоугольными с прямыми углами при вершине .
2) Запишем теорему Пифагора для двух прямоугольных треугольников, содержащих стороны и :
Для :
Для :
Сложим эти два равенства почленно:
3) Аналогично запишем теорему Пифагора для двух других треугольников, содержащих стороны и :
Для :
Для :
Сложим эти два равенства почленно:
4) Сравнивая выражения (1) и (2), мы видим, что их правые части абсолютно одинаковы — это сумма квадратов всех четырёх отрезков диагоналей: .
Следовательно, равны и их левые части:
Что и требовалось доказать.
Ответ: Доказано.