№1353. Пусть при некоторой гомотетии точки , и переходят соответственно в точки , и . Докажите, что если точка лежит между точками и , то точка лежит между точками и .
Дано:
гомотетия:
лежит между и
Доказать:
лежит между и
Доказательство:
1) Гомотетия с коэффициентом умножает все расстояния на (п. 133):
2) Точка лежит между и , поэтому . Умножим обе части на :
3) Допустим, что точка не лежит на отрезке . Тогда по неравенству треугольника (для трёх точек, не лежащих на одной прямой, или лежащих на одной прямой вне отрезка) — противоречие с п. 2.
Значит, лежит на отрезке . При этом и , так как и . Итак, лежит между и , что и требовалось доказать.
Вывод: утверждение доказано: порядок точек на прямой при гомотетии сохраняется.