№877. Середины трёх высот треугольника лежат на одной прямой. Докажите, что этот треугольник прямоугольный.
Дано:
середины трёх высот лежат на одной прямой
Доказать:
— прямоугольный
Доказательство:
Если все углы треугольника острые, то основания всех трёх высот — внутренние точки сторон, и по задаче 876 середины высот не лежат на одной прямой. Значит, остроугольным треугольник быть не может.
Пусть угол тупой. Тогда основание высоты из лежит внутри , а основания высот из и лежат на продолжениях сторон и за точку .
Как и в задаче 876, середина высоты из вершины лежит на прямой, содержащей среднюю линию, параллельную противоположной стороне. Поэтому середина высоты из — внутренняя точка стороны серединного треугольника, а середины двух других высот лежат на прямых, содержащих его стороны, но вне самих сторон.
Прямая, содержащая все три середины, пересекала бы серединный треугольник ровно по одной стороне, а прямая пересекает либо две стороны треугольника, либо ни одной. Противоречие.
Остаётся единственная возможность: один из углов прямой. Тогда две высоты совпадают с катетами, их середины — это середины катетов, а третья высота проведена к гипотенузе, и её середина лежит на той же средней линии.
Ответ: утверждение доказано.