Один из признаков подобия треугольников

I. Если два угла одного треугольника соответственно равны двум углам другого, то такие треугольники подобны.

II. Если две стороны одного треугольника пропорциональны двум сторонам другого треугольника и углы, образованные этими сторонами, равны, то такие треугольники подобны.

III. Если три стороны одного треугольника пропорциональны трём сторонам другого, то такие треугольники подобны.

Смотрим рисунок, данный в приложении. 

Диагонали выпуклого четырехугольника делят его на треугольники. Стороны четырехугольника, которые  соединяют середины сторон ABCD, являются средними линиями таких треугольников, поэтому противоположные стороны такого вписанного четырехугольника равны и параллельны.⇒ 

Четырехугольник КМНР - параллелограмм. 

 Отрезки, соединяющие середины сторон исходного четырехугольника - диагонали получившегося параллелограмма. 

Если диагонали параллелограмма равны, этот параллелограмм– прямоугольник. Противоположные стороны КМНР  равны половине диагоналей АВСD. 

Примем длину ВD= а. Тогда АС=3а/4

КР=ВD:2=а/2

КМ=АС:2=3а/8 

По условию диагонали прямоугольника равны 15. 

Вычислим по т.Пифагора стороны КМНР. 

МР²=КМ²+КР²

15²=(3а/8)²+(а/2)²

225=9а²/64+а²/4 ⇒

25а²/64=225 откуда 

а²=576

а=24

КР=МН=24:2=12

КМ=РН=24:8•3=9

1)
Уравнение прямой А1А2
ax+by+c=0
Подставляем координаты точек А1 и А2
-5а+2b+c=0
5a+b+c=0
Сложим
3b+2c=0
Пусть с= -15 тогда b=10 a=1

А1А2
x+10y-15=0

Нормализованное уравнение прямой
к=√(1+100)=√101

x/√101+10y/√101-15/√101=0

Сделаем сразу пункт
5) Подставляем координаты точки А4 в нормализованное уравнение
5/√101+160/√101-15/√101=150/√101

2)
Точка М - середина А1А3
М(-2.5;3)
Подставляем А2и М в уравнение прямой
5а+b+c=0
-2.5a+3b+c=0 или -5а+6b+2c=0
Сложим
7b+3c=0
Пусть с= -7 тогда b=3 a=0.8
Медиана
0.8x+3y-7=0

Вектор А1А3(5;2)
Высота проходит через точку А2(5;1) и перпендикулярна А1А3
Перпендикулярный вектор (2;5)
Ещё одна точка на высоте A2+(2;5)= (7;6)
Подставляем координаты точек в уравнение прямой
5a+b+c=0
7a+6b+c=0
Вычтем
2a+5b=0
Пусть а= -5 тогда b=2 c=23
Высота
-5x+2y+23=0

3)
Вектора
А2А1(-10;1) длина√101
А2А3(-5;3) длина √34
Косинус угла А2
А2А1*А2А3/|А2А1|/|А2А3|=53/√101/√34=53/√3434

4) Площадь А1А2А3= 1/2 |А2А1хА2А3| =25/2=12.5