Постройте треугольник по трём данным точкам середин его сторон; обсудите обратную задачу: по трём точкам возможно ли однозначно восстановить исходный треугольник, и если нет — опишите множество решений
Построение. Пусть даны точки MA,MB,MCM_A,M_B,M_CMA,MB,MC — середины сторон неизвестного треугольника (соответственно сторон BC,CA,ABBC,CA,ABBC,CA,AB). Тогда вершины исходного треугольника находятся по формулам A=MB+MC−MA,B=MC+MA−MB,C=MA+MB−MC.
A=M_B+M_C-M_A,\qquad B=M_C+M_A-M_B,\qquad C=M_A+M_B-M_C. A=MB+MC−MA,B=MC+MA−MB,C=MA+MB−MC.
Геометрически: найдите середины отрезков MBMC, MCMA, MAMBM_BM_C,\;M_CM_A,\;M_AM_BMBMC,MCMA,MAMB. Отразите точку MAM_AMA относительно середины MBMCM_BM_CMBMC — получите AAA; аналогично отразите MBM_BMB относительно середины MCMAM_CM_AMCMA и MCM_CMC относительно середины MAMBM_AM_BMAMB — получите BBB и CCC. Или: найдите центр G=MA+MB+MC3G=\dfrac{M_A+M_B+M_C}{3}G=3MA+MB+MC и выполните гомотетию с центром GGG и коэффициентом −2-2−2 (точка MAM_AMA перейдёт в AAA и т. д.). Доказательство уникальности и обсуждение обратной задачи. Из уравнений средних точек B+C=2MA,C+A=2MB,A+B=2MC
B+C=2M_A,\qquad C+A=2M_B,\qquad A+B=2M_C B+C=2MA,C+A=2MB,A+B=2MC
выписываются вышеуказанные формулы для A,B,CA,B,CA,B,C, следовательно решение единственно (векторно). То есть треугольник однозначно восстанавливается по трём данным точкам середин сторон. Единственное замечание: если MA,MB,MCM_A,M_B,M_CMA,MB,MC коллинеарны (или некоторые совпадают), то найденный треугольник будет вырожденным (вершины коллинеарны или совпадают). Если требуется невырожденный треугольник, то точки MA,MB,MCM_A,M_B,M_CMA,MB,MC не должны лежать на одной прямой и должны быть попарно различны.
Пусть даны точки MA,MB,MCM_A,M_B,M_CMA ,MB ,MC — середины сторон неизвестного треугольника (соответственно сторон BC,CA,ABBC,CA,ABBC,CA,AB). Тогда вершины исходного треугольника находятся по формулам
A=MB+MC−MA,B=MC+MA−MB,C=MA+MB−MC. A=M_B+M_C-M_A,\qquad B=M_C+M_A-M_B,\qquad C=M_A+M_B-M_C.
A=MB +MC −MA ,B=MC +MA −MB ,C=MA +MB −MC . Геометрически: найдите середины отрезков MBMC, MCMA, MAMBM_BM_C,\;M_CM_A,\;M_AM_BMB MC ,MC MA ,MA MB . Отразите точку MAM_AMA относительно середины MBMCM_BM_CMB MC — получите AAA; аналогично отразите MBM_BMB относительно середины MCMAM_CM_AMC MA и MCM_CMC относительно середины MAMBM_AM_BMA MB — получите BBB и CCC. Или: найдите центр G=MA+MB+MC3G=\dfrac{M_A+M_B+M_C}{3}G=3MA +MB +MC и выполните гомотетию с центром GGG и коэффициентом −2-2−2 (точка MAM_AMA перейдёт в AAA и т. д.).
Доказательство уникальности и обсуждение обратной задачи.
Из уравнений средних точек
B+C=2MA,C+A=2MB,A+B=2MC B+C=2M_A,\qquad C+A=2M_B,\qquad A+B=2M_C
B+C=2MA ,C+A=2MB ,A+B=2MC выписываются вышеуказанные формулы для A,B,CA,B,CA,B,C, следовательно решение единственно (векторно). То есть треугольник однозначно восстанавливается по трём данным точкам середин сторон. Единственное замечание: если MA,MB,MCM_A,M_B,M_CMA ,MB ,MC коллинеарны (или некоторые совпадают), то найденный треугольник будет вырожденным (вершины коллинеарны или совпадают). Если требуется невырожденный треугольник, то точки MA,MB,MCM_A,M_B,M_CMA ,MB ,MC не должны лежать на одной прямой и должны быть попарно различны.