№842. Через точку , лежащую внутри параллелограмма , проведены прямые, параллельные его сторонам и пересекающие стороны , , и соответственно в точках , , и . Докажите, что если точка лежит на диагонали , то площади параллелограммов и равны и, обратно, если площади параллелограммов и равны, то точка лежит на диагонали .
Дано:
— параллелограмм, — внутри него
,
Доказать:
1. Пусть точка лежит на диагонали.
Диагональ делит параллелограмм на равные треугольники, а отрезки и — диагонали параллелограммов и :
Вычитая из равных площадей равные:
2. Пусть площади равны.
Допустим, что не лежит на . Прямая пересекает диагональ в точке ; проведём через прямую, параллельную , и получим параллелограммы и равной площади (по доказанному).
У параллелограммов и общее основание на прямой , а высоты пропорциональны отрезкам и :
Точки и лежат на отрезке , поэтому из следует , и тогда
Это противоречит условию; случай разбирается так же. Значит, лежит на .
Ответ: утверждение доказано.