№978. Докажите, что отрезок, соединяющий середины диагоналей трапеции, параллелен её основаниям и равен полуразности оснований.
Решение:
Пусть — трапеция, где , а точки и — середины диагоналей и соответственно. Докажем требуемое свойство с помощью векторов.
1. Выражение вектора .
По правилу сложения векторов выразим вектор двумя способами (двигаясь от к по разным путям):
2. Сложение равенств.
Сложим эти два равенства почленно:
3. Использование свойств середин отрезков.
Так как и — середины диагоналей и :
4. Подстановка нулевых векторов.
Подставим нулевые векторы в равенство:
(здесь мы заменили на )
Отсюда получаем:
5. Вывод.
Так как — трапеция, векторы оснований и коллинеарны. Значит, вектор также коллинеарен основаниям, а следовательно, вектор параллелен основаниям.
Длина вектора равна полуразности длин сонаправленных векторов и (считая, что ):
Что и требовалось доказать.
