8098. Докажите, что суммы квадратов расстояний от произвольной точки пространства до противоположных вершин прямоугольника равны между собой.
Решение. Пусть
ABCD
— прямоугольник со сторонами
AB=a
и
AD=b
. Выберем прямоугольную систему координат, направив ось
OX
по лучу
AB
, ось
OY
— по лучу
AC
, а ось
OZ
по лучу с началом в точке
A
и перпендикулярному плоскости прямоугольника. Пусть
M(x;y;z)
— произвольная точка пространства. Найдём квадраты расстояний от этой точки до вершин
A(0;0;0)
,
B(a;0;0)
,
C(a;b;0)
и
D(0;b;0)
:
MA^{2}=(x-0)^{2}+(y-0)^{2}+(z-0)^{2}=x^{2}+y^{2}+z^{2},

MB^{2}=(x-a)^{2}+(y-0)^{2}+(z-0)^{2}=(x-a)^{2}+y^{2}+z^{2},

MC^{2}=(x-a)^{2}+(y-b)^{2}+(z-0)^{2}=(x-a)^{2}+(y-b)^{2}+z^{2},

MD^{2}=(x-0)^{2}+(y-b)^{2}+(z-0)^{2}=x^{2}+(y-b)^{2}+z^{2}.

Следовательно,
MA^{2}+MC^{2}=(x^{2}+y^{2}+z^{2})+\left((x-a)^{2}+(y-b)^{2}+z^{2}\right)=

=\left((x-a)^{2}+y^{2}+z^{2}\right)+\left(x^{2}+(y-b)^{2}+z^{2}\right)=MB^{2}+MD^{2}.

Что и требовалось доказать.