№833. Докажите, что прямая, проходящая через середины оснований равнобедренной трапеции, перпендикулярна к основаниям. Сформулируйте и докажите обратное утверждение.
Дано:
— трапеция,
— середина , — середина
Доказать:
если , то ;
обратно: если , то
Доказательство:
1) Пусть трапеция равнобедренная: . Треугольники и равны по двум сторонам и углу между ними (, , ), поэтому .
Треугольник равнобедренный, а — его медиана, значит, и высота: . Так как , то и .
2) Обратное утверждение: если прямая, проходящая через середины оснований трапеции, перпендикулярна к основаниям, то трапеция равнобедренная.
Пусть и . Прямая проходит через середину перпендикулярно ей, то есть является серединным перпендикуляром к ; значит, . Так же — серединный перпендикуляр к , поэтому и .
В треугольнике () отрезок — высота и медиана, поэтому и биссектриса: . Вычитая из них прямые углы , получаем .
Треугольники и равны по двум сторонам и углу между ними (, ), поэтому — трапеция равнобедренная.
Ответ: утверждение доказано.