№1074. Дан прямоугольник . Найдите множество всех точек , для каждой из которых .
Решение:
Для решения задачи воспользуемся методом координат. Поместим начало прямоугольной системы координат в вершину прямоугольника. Сторону направим вдоль положительной полуоси , а сторону — вдоль положительной полуоси . Обозначим длины сторон: , . Тогда вершины прямоугольника будут иметь следующие координаты:
Пусть — произвольная точка искомого множества. Выразим квадраты расстояний от точки до вершин прямоугольника, используя формулу расстояния между двумя точками:
Найдём суммы и :
Подставим полученные суммы в исходное уравнение . Так как , то :
Слагаемые и взаимно уничтожаются:
Разделим обе части уравнения на :
Раскроем скобки (квадрат разности):
Так как (длина стороны прямоугольника не может быть равна нулю), разделим обе части на :
На координатной плоскости уравнение задаёт прямую, параллельную оси ординат () и проходящую через точку с абсциссой . В нашей системе координат на этой прямой лежат вершины и . Следовательно, эта прямая содержит сторону прямоугольника.
Ответ: искомое множество точек представляет собой прямую, содержащую сторону прямоугольника.