№1278. Может ли многоугольник иметь две параллельные оси симметрии? Ответ обоснуйте.
Дано:
многоугольник
Выяснить:
могут ли у быть две параллельные оси симметрии
Ответ: нет.
Допустим, прямые и — две различные параллельные оси симметрии многоугольника , расстояние между ними . Введём систему координат: ось совместим с прямой , ось проведём перпендикулярно ей; тогда прямая задаётся уравнением .
Симметрия относительно переводит точку в . Симметрия относительно переводит точку в (середина отрезка между и равна ). Возьмём любую точку многоугольника и выполним обе симметрии подряд. Каждая переводит в себя, поэтому:
Повторяя те же две симметрии, получаем, что в лежат точки при . Расстояние от до такой точки равно и неограниченно растёт вместе с .
Но многоугольник ограничен: расстояние между любыми двумя его точками не больше наибольшего расстояния между его вершинами. Получили противоречие.
Значит, у многоугольника не может быть двух различных параллельных осей симметрии. (Оси симметрии одного многоугольника, если их несколько, пересекаются в одной точке.)
Ответ: нет, не может.