Одна из диагоналей выпуклого четырёхугольника делит его на два равновеликих треугольника. Докажите, что точка пересечения диагоналей четырёхугольника совпадает с серединой второй диагонали.
от

1 Ответ

дано:
выпуклый четырехугольник ABCD, где диагональ AC делит его на два треугольника ABC и ACD с равными площадями.

найти:
доказать, что точка пересечения диагоналей (обозначим ее O) совпадает с серединой второй диагонали BD.

решение:

1. Обозначим площади треугольников:
   S(ABC) = S(ACD).

2. Площадь четырехугольника ABCD можно выразить как:
   S(ABCD) = S(ABC) + S(ACD) = 2 * S(ABC).

3. Рассмотрим диагональ BD, которая пересекается с диагональю AC в точке O.

4. Обозначим площадь треугольника ABD как S(ABD) и площадь треугольника BCD как S(BCD). Мы имеем:
   S(ABD) + S(BCD) = S(ABCD) = 2 * S(ABC).

5. Так как S(ABC) = S(ACD), тогда мы можем записать:
   S(ABD) + S(BCD) = 2 * S(ACD).

6. Если точки O и M - это середины отрезков AC и BD соответственно, то по свойству площадей:
   S(ABO) = S(CDO) и S(ADO) = S(BBO).

7. Поскольку S(ABC) = S(ACD), выполняется равенство:
   S(ABO) + S(ADO) = S(ABC) и S(CDO) + S(BBO) = S(ACD).

8. Таким образом, из равенства площадей треугольников следует, что точка O должна быть средней точкой отрезка BD, чтобы площади треугольников были равны.

9. Это означает, что точка O совпадает с серединой второй диагонали BD.

ответ:
Таким образом, если одна из диагоналей выпуклого четырехугольника делит его на два равновеликих треугольника, то точка пересечения диагоналей этого четырехугольника совпадает с серединой второй диагонали.
от