Если переместить начало координат в точку (-1,-1) (то есть просто передвинуть оси), то координаты точке В НОВОЙ СИСТЕМЕ КООРДИНАТ будут Е(-3;1), F(1;3), M(3;-1), N(-1;-3). Легко видеть, что В НОВОЙ СИСТЕМЕ КООРДИНАТ эти точки "переходят в себя" при повороте фигуры на угол, кратный 90° (относительно НОВОГО НАЧАЛА КООРДИНАТ, конечно, такой поворот НЕ ТРЕБУЕТ вращения фигуры, можно повернуть оси против часовой стрелки, а фигуру не трогать). Например, при повороте фигуры на 90° по часовой стрелке (или - то же самое - осей на -90° ) точка Е переходит в F; F => M; M => N; N => E; В самом деле, если оси повернуть на -90°, то осью X станет ось Y, а осью Y - "развернутая наоборот" ось X, и координаты точек будут такие E(1,3) N(-3,1) M(-1,-3) F(3,-1), то есть E=>F; F=>M; M=>N; N =>E, проще говоря, после поворота осей на 90° координаты вершин не изменились (ну, поменялись буквы, их обозначающие, и что ?:) ), фигура перешла "сама с себя". Поэтому эта фигура квадрат.
Я ОЧЕНЬ рекомендую НЕ показывать это решение учителю, потому что в дальнейшем возникнет проблема "гениальности" : но разобраться полезно. Я намеренно расписал всё очень подробно. На самом деле решение вполне можно обрывать на второй строчке. Учитель ждет решения по "стандартному" методу для тупых, а именно - показать, что 1) это параллелограмм, то есть EF II MN; EN II FM; 2) показать, что EF = FM; 3) показать, что угол между NE и EF прямой. Можно доказать, что диагонали EM и NF равны, взаимно перпендикулярны и пересекаются в середине. Конечно, решение, приведенное мной, гораздо проще и нагляднее (и, между прочим, очень может с диагоналями :) ), но оно очень сильно отличается от того, чему учат в школах : То есть - от тугоумия.
Роман
14.10.2022
Для начала можно для себя отобразить эти точки в ортонормированной системе координат и посмотреть, как будет выглядеть этот четырехугольник. Его стороны - векторы AB, BC, CD и DA. (векторы будем записывать курсивом) Найдем координаты этих векторов. Напомню, как находят координаты вектора: Если у нас есть точки A(x₁; y₁) и B(x₂; y₂), то координаты вектора находят следующим образом: AB = (x₂ - x₁; y₂ - y₁). (1). В нашем случае: A(-3; -3); B(-4; 4), значит, согласно формуле (1), координаты вектора AB = (-4 - (-3); 4 - (-3)) = (-1; 7). Для остальных векторов я вычисления так подробно записывать не буду, запишу лишь результат. Если вы захотите проверить, верны ли мои вычисления, вы можете проверить это с формулы (1), как видите, это несложно. BC = (7; 1); CD = (1; -7); DA = (-7; -1).
Напомню признак коллинеарности двух векторов: Если AB = (x₁; y₁), CD = (x₂; y₂) и при этом выполняется равенство (x₁/x₂) = (y₁/y₂), то AB || CD (AB коллинеарен CD).
Исследуем на коллинеарность наши векторы AB = (-1; 7) и CD = (1; -7): (-1/1) = (7/-7); -1 = -1. Равенство выполняется, значит, AB || CD. Аналогично исследуем на коллинеарность векторы BC и DA.
Теперь найдем длины этих векторов. Если AB = (x, y), то его длину можно найти так: |AB| = sqrt(x² + y²).
Выходит, что в нашем четырехугольнике стороны попарно равны и параллельны, более того - все стороны равны. Отсюда следует, что наш четырехугольник ни что иное, как ромб.
Осталось лишь доказать, что углы, образуемые векторами, прямые. Можно сделать это по-разному, можно найти скалярное произведение векторов, образующих углы, можно воспользоваться методом для извращенцев - найти длину вектора AC и убедиться с теоремы Пифагора, что ΔABC - прямоугольный.
Рассмотрю оба 1) Напомню, как находят скалярное произведение: AB = (x₁; y₁), CD = (x₂; y₂); (AB, CD) = x₁x₂ + y₁y₂. (2) Найдем скалярное произведение наших векторов AB и BC с формулы (2): (AB, BC) = (-1)*7 + 7*1 = 0 - это говорит о том, что векторы перпендикулярны, т.к скалярное произведение можно записать так: (AB, BC) = |AB| * |BC| * cos(AB^BC). Если скалярное произведение равно нулю, то это значит, что либо одна из длин векторов равна нулю, либо косинус угла между векторами равен нулю. В нашем случае длины векторов не равны нулю ⇒ cos (AB^BC) = 0 ⇒ (AB^BC) = 90°.
Для остальных пар векторов делаете аналогично.
2) Найдем длину вектора AC - |AC| = √100. Проверим, является ли ΔABC прямоугольным с теоремы Пифагора: (√100)² = (√50)² + (√50)²; 100 = 50 + 50 ⇒ ΔABC - прямоугольный, прямой угол лежит против большей стороны. Для остальных углов можно это проверить аналогично.
В итоге получается, что наш четырехугольник не только прямоугольник, но и квадрат. Фух, всё.
Ответить на вопрос
Поделитесь своими знаниями, ответьте на вопрос:
От луча OD отложите угол ABC=150° ТОЛЬКО С ЧЕРТЕЖОМ!
Легко видеть, что В НОВОЙ СИСТЕМЕ КООРДИНАТ эти точки "переходят в себя" при повороте фигуры на угол, кратный 90° (относительно НОВОГО НАЧАЛА КООРДИНАТ, конечно, такой поворот НЕ ТРЕБУЕТ вращения фигуры, можно повернуть оси против часовой стрелки, а фигуру не трогать).
Например, при повороте фигуры на 90° по часовой стрелке (или - то же самое - осей на -90° ) точка Е переходит в F; F => M; M => N; N => E;
В самом деле, если оси повернуть на -90°, то осью X станет ось Y, а осью Y - "развернутая наоборот" ось X, и координаты точек будут такие E(1,3) N(-3,1) M(-1,-3) F(3,-1), то есть E=>F; F=>M; M=>N; N =>E, проще говоря, после поворота осей на 90° координаты вершин не изменились (ну, поменялись буквы, их обозначающие, и что ?:) ), фигура перешла "сама с себя".
Поэтому эта фигура квадрат.
Я ОЧЕНЬ рекомендую НЕ показывать это решение учителю, потому что в дальнейшем возникнет проблема "гениальности" : но разобраться полезно. Я намеренно расписал всё очень подробно. На самом деле решение вполне можно обрывать на второй строчке.
Учитель ждет решения по "стандартному" методу для тупых, а именно - показать, что 1) это параллелограмм, то есть EF II MN; EN II FM; 2) показать, что EF = FM; 3) показать, что угол между NE и EF прямой.
Можно доказать, что диагонали EM и NF равны, взаимно перпендикулярны и пересекаются в середине.
Конечно, решение, приведенное мной, гораздо проще и нагляднее (и, между прочим, очень может с диагоналями :) ), но оно очень сильно отличается от того, чему учат в школах : То есть - от тугоумия.