Ответ:
Задание 160
Доказательство:
Часть а) Докажем, что каждая точка прямой а равноудалена от точек А и В.
- Пусть \( AB \) — данный отрезок.
- Пусть \( M \) — середина отрезка \( AB \).
- Прямая \( a \) проходит через точку \( M \) и перпендикулярна к \( AB \).
- Пусть \( P \) — произвольная точка на прямой \( a \).
- Рассмотрим треугольники \( \triangle PAM \) и \( \triangle PBM \).
- У них:
- \( AM = BM \) (потому что \( M \) — середина \( AB \)).
- \( \angle PMA = \angle PMB = 90^\circ \) (потому что \( a \) перпендикулярна \( AB \)).
- \( PM \) — общая сторона.
- Следовательно, \( \triangle PAM = \triangle PBM \) по первому признаку равенства треугольников (по двум сторонам и углу между ними).
- Из равенства треугольников следует равенство соответствующих сторон: \( PA = PB \).
- Это означает, что точка \( P \) равноудалена от точек \( A \) и \( B \).
- Так как \( P \) — произвольная точка на прямой \( a \), то это утверждение верно для любой точки на прямой \( a \).
Часть б) Докажем, что каждая точка, равноудалённая от точек А и В, лежит на прямой а.
- Пусть \( Q \) — произвольная точка, которая равноудалена от \( A \) и \( B \). То есть \( QA = QB \).
- Рассмотрим треугольники \( \triangle QAM \) и \( \triangle QBM \), где \( M \) — середина \( AB \).
- У них:
- \( QA = QB \) (по условию).
- \( AM = BM \) (потому что \( M \) — середина \( AB \)).
- \( QM \) — общая сторона.
- Следовательно, \( \triangle QAM = \triangle QBM \) по третьему признаку равенства треугольников (по трём сторонам).
- Из равенства треугольников следует равенство соответствующих углов: \( \angle QMA = \angle QMB \).
- Углы \( \angle QMA \) и \( \angle QMB \) являются смежными, и их сумма равна \( 180^\circ \).
- Так как они равны, то каждый из них равен \( \frac{180^\circ}{2} = 90^\circ \).
- Следовательно, \( QM \) перпендикулярна \( AB \).
- Прямая \( QM \) проходит через середину отрезка \( AB \) (точку \( M \)) и перпендикулярна к нему.
- По определению, такая прямая и есть прямая \( a \).
- Значит, точка \( Q \) лежит на прямой \( a \).
Вывод: Утверждения доказаны. Прямая, проходящая через середину отрезка перпендикулярно ему, является серединным перпендикуляром.
