Номер 478, страница 127 - гдз по геометрии 7-9 класс учебник Атанасян, Бутузов

Глава 6. Четырехугольники. Параграф 2. Параллелограмм и трапеция. 50. Трапеция - номер 478, страница 127.

Условие.

478 Докажите, что параллелограмм является выпуклым четырёхугольником.

Решение

Рассмотрим параллелограмм ABCD (см. рис. 188) и докажем, что он лежит по одну сторону от каждой прямой, проходящей через две его соседние вершины. Возьмём, например, прямую AB. Отрезок CD не имеет общих точек с прямой AB, так как AB || CD. Значит, этот отрезок лежит по одну сторону от прямой AB. Но тогда и отрезки ВС и AD лежат по ту же сторону от прямой AB. Таким образом, параллелограмм ABCD лежит по одну сторону от прямой АВ.

Решение 3.

Решение 4.

Решение 7.

Решение 9.

Решение 11.

Решение

Для доказательства воспользуемся определением выпуклого многоугольника: многоугольник является выпуклым, если он целиком лежит в одной полуплоскости относительно любой прямой, содержащей его сторону.

Рассмотрим произвольный параллелограмм $ABCD$. Докажем, что он удовлетворяет этому условию для каждой из своих сторон.

1. Проведём прямую через одну из сторон параллелограмма, например, через сторону $AB$. По определению параллелограмма, его противолежащие стороны параллельны, следовательно, сторона $CD$ параллельна стороне $AB$. Это можно записать как $AB \parallel CD$.

2. Поскольку прямая, содержащая отрезок $CD$, параллельна прямой, содержащей отрезок $AB$, то отрезок $CD$ не пересекает прямую $AB$ и полностью находится на одном расстоянии от неё. Это означает, что весь отрезок $CD$ (включая его концы — вершины $C$ и $D$) лежит в одной из двух полуплоскостей, на которые прямая $AB$ делит плоскость.

3. Теперь рассмотрим стороны $BC$ и $AD$. Вершина $C$ и вершина $D$ лежат по одну сторону от прямой $AB$. Отрезок $BC$ соединяет точку $B$ (лежащую на прямой) с точкой $C$ (лежащей в одной из полуплоскостей). Следовательно, весь отрезок $BC$ (кроме точки $B$) лежит в той же полуплоскости. Аналогично, отрезок $AD$ соединяет точку $A$ (на прямой) с точкой $D$ (в той же полуплоскости), поэтому он также лежит в этой полуплоскости.

4. Таким образом, мы показали, что все вершины и стороны параллелограмма $ABCD$ (за исключением стороны $AB$, которая лежит на самой прямой) находятся по одну сторону от прямой, проходящей через сторону $AB$.

5. Эти же рассуждения справедливы для любой другой стороны параллелограмма. Если мы проведём прямую через сторону $BC$, то, так как $AD \parallel BC$, весь параллелограмм будет лежать по одну сторону от этой прямой. То же самое верно для прямых, проходящих через стороны $CD$ и $DA$.

Поскольку параллелограмм $ABCD$ лежит по одну сторону от любой прямой, содержащей его сторону, по определению он является выпуклым четырёхугольником.

Ответ: Утверждение доказано. Параллелограмм является выпуклым четырёхугольником, так как по определению параллелограмма его противолежащие стороны параллельны, а это гарантирует, что фигура целиком лежит по одну сторону от прямой, содержащей любую из его сторон.