1873. На сторонах
AB
,
BC
,
CD
,
DA
квадрата
ABCD
взяты соответственно точки
N
,
K
,
L
,
M
, делящие эти стороны в одном и том же отношении (при обходе по часовой стрелке). Докажите, что
KLMN
— также квадрат.
Указание. Стороны полученного четырёхугольника отсекают от квадрата четыре равных прямоугольных треугольника.
Решение. Первый способ. При повороте относительно центра квадрата на
90^{\circ}
по часовой стрелке сторона
AB
переходит в сторону
BC
, а так как
AN=BK
, то точка
N
— в точку
K
. Аналогично для остальных вершин четырёхугольника
KLMN
.
Таким образом, при повороте на
90^{\circ}
относительно точки
O
четырёхугольник
KLMN
переходит в себя. Следовательно,
KLMN
— квадрат.
Второй способ. Прямоугольные треугольники
AMN
,
BNK
,
CKL
и
DLM
равны по двум катетам, поэтому
MN=NK=KL=LM
.
Пусть
K_{1}
— проекция точки
K
на
AD
, а
N_{1}
— проекция точки
N
на
DC
. Из равенства прямоугольных треугольников
MK_{1}K
и
LN_{1}N
(по двум катетам) следует равенство диагоналей
MK
и
NL
четырёхугольника
KLMN
. Таким образом, четырёхугольник
KLMN
— ромб с равными диагоналями, т. е. квадрат.