Существует ли прямоугольник диагонали которого взаимно перпендикулярны?

Смирнов Алексей Владимирович

Учитель математики высшей категории

Проверено учителем

Да, такой прямоугольник существует. Согласно геометрическим определениям и свойствам фигур, этим прямоугольником является квадрат. Чтобы понять, почему это так, стоит рассмотреть взаимосвязь свойств параллелограммов, прямоугольников и ромбов. Геометрическое обоснование

  1. Определение прямоугольника: Это параллелограмм, у которого все углы прямые (90°). Его диагонали всегда равны между собой.
  2. Свойство перпендикулярности: Параллелограмм, диагонали которого пересекаются под прямым углом, по определению является ромбом.
  3. Синтез свойств: Если фигура одновременно обладает свойствами прямоугольника (равные диагонали и прямые углы) и свойствами ромба (перпендикулярные диагонали), то такая фигура — квадрат.

Доказательство через векторы или координаты Если представить прямоугольник на координатной плоскости с вершинами A(0,b)cap A open paren 0 comma b close paren, B(a,b)cap B open paren a comma b close paren, C(a,0)cap C open paren a comma 0 close paren и D(0,0)cap D open paren 0 comma 0 close paren, то векторы его диагоналей будут иметь следующие координаты:

  • AC=(a,b)modified cap A cap C with right arrow above equals open paren a comma negative b close paren BD=(a,b)modified cap B cap D with right arrow above equals open paren a comma b close paren

Для того чтобы диагонали были перпендикулярны, их скалярное произведение должно быть равно нулю: ACBD=(aa)+(bb)=a2b2modified cap A cap C with right arrow above center dot modified cap B cap D with right arrow above equals open paren a center dot a close paren plus open paren negative b center dot b close paren equals a squared minus b squared a2b2=0a2=b2a=ba squared minus b squared equals 0 ⟹ a squared equals b squared ⟹ a equals bТак как aa и bb — это длины сторон прямоугольника, условие a=ba equals b означает, что все стороны фигуры равны. Вывод Прямоугольник с взаимно перпендикулярными диагоналями существует — это квадрат. В общем случае у произвольного прямоугольника (где длина не равна ширине) диагонали пересекаются под острым и тупым углами. Хотите, чтобы я рассчитал параметры конкретного квадрата по заданной длине диагонали или площади?

Форма ответа

Ваш аватар