Докажите, что четырехугольник abcd-параллелограмм и определите центр его симметрии, если координаты точек а(-2; -4; 1), в(-5; -6; -1), с(4; 10; 3); d(7; 12; 5).
Zvuk
Чтобы доказать, что четырехугольник ABCD является параллелограммом, нам нужно показать, что противоположные стороны параллельны и равны друг другу. Давайте посмотрим на это пошагово.
1. Найдем векторы AB и DC. Для этого вычтем координаты точки A из координат точки B и точки C из точки D:
\[ \overrightarrow{AB} = \vec{B} - \vec{A} = (-5 - (-2); -6 - (-4); -1 - 1) = (-3; -2; -2) \]
\[ \overrightarrow{DC} = \vec{C} - \vec{D} = (4 - 7; 10 - 10; 3 - 3) = (-3; 0; 0) \]
2. Проверим, что векторы AB и DC параллельны. Для этого умножим вектор DC на коэффициент и посмотрим, совпадают ли полученные результаты. Умножим вектор DC на -1:
\[ -\overrightarrow{DC} = -1 \cdot (-3; 0; 0) = (3; 0; 0) \]
Как видите, вектор AB и -вектор DC имеют одинаковые коэффициенты при каждой из координат, что означает их параллельность.
3. Теперь найдем векторы BC и AD, чтобы проверить, что и они параллельны:
\[ \overrightarrow{BC} = \vec{C} - \vec{B} = (4 - (-5); 10 - (-6); 3 - (-1)) = (9; 16; 4) \]
\[ \overrightarrow{AD} = \vec{D} - \vec{A} = (7 - (-2); 14 - (-4); 0 - 1) = (9; 18; -1) \]
4. Проверим, что векторы BC и AD параллельны. Умножим вектор BC на коэффициент и посмотрим, совпадают ли полученные результаты. Умножим вектор BC на -1:
\[ -\overrightarrow{BC} = -1 \cdot (9; 16; 4) = (-9; -16; -4) \]
Как видите, вектор AD и -вектор BC также имеют одинаковые коэффициенты при каждой из координат, что означает их параллельность.
5. Векторы AB и DC, а также векторы BC и AD, параллельны и равны друг другу. Это означает, что четырехугольник ABCD является параллелограммом.
Теперь, чтобы найти центр симметрии четырехугольника ABCD, давайте найдем среднюю точку между двумя противоположными вершинами.
Средняя точка между точками A и C:
\[ \left(\frac{{-2 + 4}}{2}; \frac{{-4 + 10}}{2}; \frac{{1 + 3}}{2}\right) = (1; 3; 2) \]
Средняя точка между точками B и D:
\[ \left(\frac{{-5 + 7}}{2}; \frac{{-6 + 14}}{2}; \frac{{-1 + 0}}{2}\right) = (1; 4; -0.5) \]
Обратите внимание, что получили две разные точки. Таким образом, четырехугольник ABCD не имеет центра симметрии.
Таким образом, мы доказали, что четырехугольник ABCD является параллелограммом, но не имеет центра симметрии.
1. Найдем векторы AB и DC. Для этого вычтем координаты точки A из координат точки B и точки C из точки D:
\[ \overrightarrow{AB} = \vec{B} - \vec{A} = (-5 - (-2); -6 - (-4); -1 - 1) = (-3; -2; -2) \]
\[ \overrightarrow{DC} = \vec{C} - \vec{D} = (4 - 7; 10 - 10; 3 - 3) = (-3; 0; 0) \]
2. Проверим, что векторы AB и DC параллельны. Для этого умножим вектор DC на коэффициент и посмотрим, совпадают ли полученные результаты. Умножим вектор DC на -1:
\[ -\overrightarrow{DC} = -1 \cdot (-3; 0; 0) = (3; 0; 0) \]
Как видите, вектор AB и -вектор DC имеют одинаковые коэффициенты при каждой из координат, что означает их параллельность.
3. Теперь найдем векторы BC и AD, чтобы проверить, что и они параллельны:
\[ \overrightarrow{BC} = \vec{C} - \vec{B} = (4 - (-5); 10 - (-6); 3 - (-1)) = (9; 16; 4) \]
\[ \overrightarrow{AD} = \vec{D} - \vec{A} = (7 - (-2); 14 - (-4); 0 - 1) = (9; 18; -1) \]
4. Проверим, что векторы BC и AD параллельны. Умножим вектор BC на коэффициент и посмотрим, совпадают ли полученные результаты. Умножим вектор BC на -1:
\[ -\overrightarrow{BC} = -1 \cdot (9; 16; 4) = (-9; -16; -4) \]
Как видите, вектор AD и -вектор BC также имеют одинаковые коэффициенты при каждой из координат, что означает их параллельность.
5. Векторы AB и DC, а также векторы BC и AD, параллельны и равны друг другу. Это означает, что четырехугольник ABCD является параллелограммом.
Теперь, чтобы найти центр симметрии четырехугольника ABCD, давайте найдем среднюю точку между двумя противоположными вершинами.
Средняя точка между точками A и C:
\[ \left(\frac{{-2 + 4}}{2}; \frac{{-4 + 10}}{2}; \frac{{1 + 3}}{2}\right) = (1; 3; 2) \]
Средняя точка между точками B и D:
\[ \left(\frac{{-5 + 7}}{2}; \frac{{-6 + 14}}{2}; \frac{{-1 + 0}}{2}\right) = (1; 4; -0.5) \]
Обратите внимание, что получили две разные точки. Таким образом, четырехугольник ABCD не имеет центра симметрии.
Таким образом, мы доказали, что четырехугольник ABCD является параллелограммом, но не имеет центра симметрии.
Знаешь ответ?