№1358. Пусть точка — точка пересечения прямых, содержащих боковые стороны данной трапеции. Используя гомотетию с центром в точке , докажите, что точка лежит на прямой, проходящей через середины оснований трапеции.
Дано:
трапеция с основаниями и
, — середины и
Доказать:
лежит на прямой
Доказательство:
Пусть — меньшее основание (иначе поменяем названия оснований). Тогда лежит между и , а — между и .
1) Рассмотрим гомотетию с центром и коэффициентом : она переводит в . Прямую она переводит в параллельную ей прямую, проходящую через , то есть в прямую (так как ).
2) Точка переходит в точку луча , лежащую на прямой , — это точка . Итак, отрезок переходит в отрезок .
3) По задаче 1354 середина отрезка переходит в середину отрезка .
4) Точка, её образ и центр гомотетии лежат на одной прямой. Значит, , , лежат на одной прямой, то есть лежит на прямой, проходящей через середины оснований, что и требовалось доказать.
Вывод: точка лежит на прямой , проходящей через середины оснований трапеции.