Задача 1
Докажите, что середина отрезка, соединяющего вершину треугольника с любой точкой противоположной стороны, лежит на отрезке с концами в серединах двух других сторон.
Решение
Дано: \(\triangle ABC\), \(D\) — точка стороны \(BC\), \(M\) и \(N\) — середины \(AB\) и \(AC\), \(P\) — середина \(AD\). Доказать: \(P\) лежит на отрезке \(MN\).
-
\(MN\) — средняя линия треугольника \(ABC\), поэтому \(MN \parallel BC\) и \(MN = \dfrac{1}{2}BC\) (задача 484).
-
В треугольнике \(ABD\) проведём через середину \(M\) стороны \(AB\) прямую, параллельную \(BD\). По признаку средней линии (задача 485) она пересечёт \(AD\) в его середине \(P\).
-
Через точку \(M\) проходит только одна прямая, параллельная \(BC\). Значит, эта прямая — \(MN\), и точка \(P\) лежит на прямой \(MN\).
-
\(MP\) — средняя линия треугольника \(ABD\), поэтому \(MP = \dfrac{1}{2}BD \le \dfrac{1}{2}BC = MN\). Точки \(P\) и \(N\) лежат по одну сторону от \(M\) (от прямой \(AB\) — там же, где \(C\) и \(D\)), значит, \(P\) лежит на отрезке \(MN\).
Ответ
Прямая через середину AB, параллельная BC, — это средняя линия MN, и по признаку средней линии она проходит через середину AD.
Подробнее — в теме «Трапеция».