Учеба и наука

Решено

Как доказать, что сумма квадратов диагоналей параллелограмма равна суме квадратов его сторон? - вопрос №1737871

декабрь 2, 2015 г.

  • Всего ответов: 1

  • Степин Александр - аватарка

    Степин Александр

    36-й в Учебе и науке

    Сумма квадратов диагоналей параллелограмма равна сумме квадратов его сторон.

        \[A{C^2} + B{D^2} = A{B^2} + B{C^2} + C{D^2} + A{D^2}\]

     

    Так как противолежащие стороны параллелограмма равны: AB=CD, AD=BC, то сумма квадратов диагоналей параллелограмма равна удвоенной сумме квадратов его смежных сторон:

        \[A{C^2} + B{D^2} = 2(A{B^2} + A{D^2})\]

    summa kvadratov diagonaley

     

     

    Дано:

    ABCD — параллелограмм,

    AC и BD — диагонали.

     

    Доказать:

        \[A{C^2} + B{D^2} = 2(A{B^2} + A{D^2})\]

    Доказательство:

    I споссоб.

    summa kvadratov diagonaley parallelogramma

     

    1) Опустим перпендикуляры BK и CF на прямую, содержащую сторону AD.

    2) Рассмотрим прямоугольный треугольник BDK.

    По теореме Пифагора

        \[B{D^2} = B{K^2} + K{D^2}.\]

    3) Аналогично, из прямоугольного треугольника ACF

        \[{A{C^2} = C{F^2} + A{F^2}}\]

    4) Сложим почленно полученные равенства:

        \[\begin{array}{l} B{D^2} = B{K^2} + K{D^2}\\ \underline {A{C^2} = C{F^2} + A{F^2}} \\ A{C^2} + B{D^2} = B{K^2} + C{F^2} + K{D^2} + A{F^2} \end{array}\]

    BK=CF (как высоты параллелограмма, проведенные к одной стороне), поэтому

        \[A{C^2} + B{D^2} = 2B{K^2} + K{D^2} + A{F^2}\]

    5) Из прямоугольного треугольника ABK по теореме Пифагора

        \[B{K^2} = A{B^2} - A{K^2}.\]

    6) KD=AD-AK, AF=AD+FD, поэтому

        \[A{C^2} + B{D^2} = \]

        \[ = 2(A{B^2} - A{K^2}) + {(AD - AK)^2} + {(AD + FD)^2}\]

    7) BK=CF, AB=CD. Значит, прямоугольные треугольники ABK и DCF равны (по катету и гипотенузе).

    Следовательно, их соответствующие стороны равны: AK=DF. Отсюда,

        \[A{C^2} + B{D^2} = \]

        \[ = 2(A{B^2} - A{K^2}) + {(AD - AK)^2} + {(AD + AK)^2}\]

    Раскрываем скобки:

        \[A{C^2} + B{D^2} = 2A{B^2}\underline { - 2A{K^2}}  + \]

        \[ + A{D^2}\underline{\underline { - 2 \cdot AD \cdot AK}}  + \underline {A{K^2}}  + \]

        \[ + A{D^2}\underline{\underline { + 2 \cdot AD \cdot AK}}  + \underline {A{K^2}} \]

    Упрощаем

        \[A{C^2} + B{D^2} = 2A{B^2} + 2A{D^2}\]

        \[A{C^2} + B{D^2} = 2{(A{B^2} + AD)^2}.\]

    Что и требовалось доказать.

    декабрь 2, 2015 г.
    Ответ понравился автору
    Лучший ответ по мнению автора

Похожие вопросы

Основание параллелограмма

март 7, 2023 г.

Учеба и наука