3558. Пусть
E
,
F
,
G
,
H
— середины сторон
AB
,
BC
,
CD
,
DA
выпуклого четырёхугольника
ABCD
. Докажите, что
S_{ABCD}\leqslant EG\cdot HF
.
Указание. Площадь четырёхугольника
ABCD
вдвое больше площади четырёхугольника
EGHF
(см. задачу 3019).
Решение. Пусть
\alpha
— угол между
EG
и
HF
. Поскольку
EF
— средняя линия треугольника
ABC
, то
S_{\triangle EBF}=\frac{1}{4}S_{\triangle ABC}
. Аналогично
S_{\triangle GDH}=\frac{1}{4}S_{\triangle ADC},~S_{\triangle FCG}=\frac{1}{4}S_{\triangle BCD},~S_{\triangle EAH}=\frac{1}{4}S_{\triangle ABD}.

Сложив почленно эти четыре равенства, получим, что
S_{\triangle EBF}+S_{\triangle GDH}+S_{\triangle FCG}+S_{\triangle EAH}=2\cdot\frac{1}{4}S_{ABCD}=\frac{1}{2}S_{ABCD}.

Поэтому
S_{ABCD}=2S_{EFGH}=2\cdot\frac{1}{2}EG\cdot HF\sin\alpha\leqslant EG\cdot HF.