Задание 24 — №352846
Геометрические задачи на доказательство
Условие
Окружности с центрами в точках P и Q пересекаются в точках K и L, причем точки P и Q лежат по одну сторону от прямой KL. Докажите, что прямые PQ и KL перпендикулярны.
Окружности с центрами в точках P и Q пересекаются в точках K и L, причем точки P и Q лежат по одну сторону от прямой KL. Докажите, что прямые PQ и KL перпендикулярны.
Решение
- 1
Рассмотрим окружность с центром в точке $Q$, проходящую через точки $K$ и $L$. Из определения окружности, радиусы равны, поэтому $QK = QL$. Построим медиану $QM$ в треугinalьнике $KQL$, где $M$ --- середина отрезка $KL$.
- 2
В равнобедренном треугольнике $KQL$ (так как $QK = QL$) по свойству равнобедренного треугольника медиана, проведённая к основанию, является высотой. То есть, по теореме о высоте в равнобедренном треугольнике, получаем подстановку: $QK = QL$, значит, медиана $QM$ удовлетворяет условию $QM \perp KL$.
- 3
Аналогичным образом рассмотрим окружность с центром в точке $P$, проходящую через точки $K$ и $L$. Поскольку $PK = PL$ (радиусы окружности), построим медиану $PM$ в треугольнике $KLP$, где $M$ --- середина отрезка $KL$. По свойству равнобедренного треугольника, медиана является высотой, то есть $PM \perp KL$.
- 4
Так как и $QM$, и $PM$ перпендикулярны прямой $KL$, они параллельны, а поскольку обе проходят через точку $M$, они совпадают. Поскольку точки $P$ и $Q$ лежат на этой прямой, прямая, соединяющая их, совпадает с медианой, и, следовательно, $PQ \perp KL$. Таким образом, прямая $KL$ перпендикулярна прямой $PQ$.
Ответ: Таким образом, прямая $KL$ перпендикулярна прямой $PQ$.