№876. Отрезки , и соединяют вершины треугольника с внутренними точками противоположных сторон. Докажите, что середины этих отрезков не лежат на одной прямой.
Дано:
— внутренние точки
, , — середины , ,
Доказать:
, , не лежат на одной прямой
Доказательство:
Пусть , , — середины сторон , , .
В треугольнике отрезок — средняя линия, поэтому
Значит, — внутренняя точка стороны серединного треугольника. Точно так же — внутренняя точка , а — внутренняя точка .
Допустим, что все три точки лежат на прямой . Эта прямая делит плоскость на две полуплоскости, и вершины , , распределяются между ними как 3 и 0 или как 2 и 1. В первом случае не пересекает ни одной стороны серединного треугольника, во втором — ровно две. Но по доказанному пересекает во внутренних точках все три стороны — противоречие.
Ответ: утверждение доказано.