5369. Точка пересечения средних линий четырёхугольника (отрезков, соединяющих середины противоположных сторон) совпадает с точкой пересечения диагоналей. Докажите, что четырёхугольник — параллелограмм.
Указание. Примените замечательное свойство трапеции (см. задачу 1513).
Решение. Пусть
K
,
L
,
M
и
N
— середины сторон соответственно
AB
,
BC
,
CD
и
AD
данного четырёхугольника
ABCD
,
O
— точка пересечения диагоналей четырёхугольника, отрезки
KM
и
LN
пересекаются в точке
O
.
Предположим, что
BC
не параллельно
AD
. Через вершину
B
проведём прямую, параллельную стороне
AD
. Пусть эта прямая пересекается с прямой
AC
в точке
C_{1}
. Тогда
ABC_{1}D
— трапеция,
N
— середина её основания
AD
, а
O
— точка пересечения диагоналей. Тогда точка
L_{1}
пересечения прямых
ON
и
BC_{1}
— середина основания
BC_{1}
(см. задачу 1513). Поэтому
LL_{1}
— средняя линия треугольника
BCC_{1}
. Тогда
LL_{1}\parallel CC_{1}
, или
NL\parallel AC
, что невозможно (эти прямые пересекаются в точке
O
). Значит,
BC\parallel AD
. Аналогично
AB\parallel CD
. Следовательно,
ABCD
— параллелограмм.