Дан ромб ABCD с диагоналями AC и BD; точка P внутри ромба такова, что суммы расстояний до пар противоположных сторон равны: d(P, AB)+d(P, CD)=d(P, BC)+d(P, AD). Исследуйте множество таких точек P, опишите его геометрически и докажите полученные утверждения
Кратко: множество всех таких точек — весь ромб (включая границу). Доказательство: 1) Для двух параллельных прямых сумма расстояний от точки, лежащей между ними, до этих прямых равна расстоянию между прямыми. Пусть h1h_1h1 — расстояние между прямыми ABABAB и CDCDCD, а h2h_2h2 — расстояние между прямыми BCBCBC и ADADAD. Тогда для любой точки PPP внутри ромба d(P,AB)+d(P,CD)=h1,d(P,BC)+d(P,AD)=h2.
d(P,AB)+d(P,CD)=h_1,\qquad d(P,BC)+d(P,AD)=h_2. d(P,AB)+d(P,CD)=h1,d(P,BC)+d(P,AD)=h2.
Условие задачи равносильно h1=h2h_1=h_2h1=h2. 2) Вычислим эти расстояния через площадь ромба SSS. По определению площади S=AB⋅h1=BC⋅h2.
S=AB\cdot h_1=BC\cdot h_2. S=AB⋅h1=BC⋅h2.
В ромбе AB=BCAB=BCAB=BC, следовательно h1=h2h_1=h_2h1=h2. Отсюда для любой точки PPP внутри (или на границе) ромба выполняется d(P,AB)+d(P,CD)=d(P,BC)+d(P,AD).
d(P,AB)+d(P,CD)=d(P,BC)+d(P,AD). d(P,AB)+d(P,CD)=d(P,BC)+d(P,AD). Вывод: искомое множество — весь ромб (включая стороны).
1) Для двух параллельных прямых сумма расстояний от точки, лежащей между ними, до этих прямых равна расстоянию между прямыми. Пусть
h1h_1h1 — расстояние между прямыми ABABAB и CDCDCD, а h2h_2h2 — расстояние между прямыми BCBCBC и ADADAD. Тогда для любой точки PPP внутри ромба
d(P,AB)+d(P,CD)=h1,d(P,BC)+d(P,AD)=h2. d(P,AB)+d(P,CD)=h_1,\qquad d(P,BC)+d(P,AD)=h_2.
d(P,AB)+d(P,CD)=h1 ,d(P,BC)+d(P,AD)=h2 . Условие задачи равносильно h1=h2h_1=h_2h1 =h2 .
2) Вычислим эти расстояния через площадь ромба SSS. По определению площади
S=AB⋅h1=BC⋅h2. S=AB\cdot h_1=BC\cdot h_2.
S=AB⋅h1 =BC⋅h2 . В ромбе AB=BCAB=BCAB=BC, следовательно h1=h2h_1=h_2h1 =h2 . Отсюда для любой точки PPP внутри (или на границе) ромба выполняется
d(P,AB)+d(P,CD)=d(P,BC)+d(P,AD). d(P,AB)+d(P,CD)=d(P,BC)+d(P,AD).
d(P,AB)+d(P,CD)=d(P,BC)+d(P,AD).
Вывод: искомое множество — весь ромб (включая стороны).