Чтобы доказать, что биссектрисы углов произвольного параллелограмма при пересечении образуют прямоугольник, рассмотрим параллелограмм (ABCD) с углами (\angle A), (\angle B), (\angle C), (\angle D). Пусть (l_A), (l_B), (l_C), и (l_D) — это биссектрисы углов (\angle A), (\angle B), (\angle C), и (\angle D) соответственно. Эти биссектрисы пересекаются в точках (P), (Q), (R), и (S).
Шаг 1: Свойства углов параллелограмма
В параллелограмме противоположные углы равны:
[
\angle A = \angle C \quad \text{и} \quad \angle B = \angle D.
]
Сумма углов на одной стороне равна (180^\circ):
[
\angle A + \angle B = 180^\circ.
]
Шаг 2: Свойства биссектрис
Биссектрисы углов делят каждый угол пополам:
[
\angle PAL_A = \frac{\angle A}{2}, \quad \angle PBL_B = \frac{\angle B}{2}, \quad \angle PCR_L = \frac{\angle C}{2}, \quad \angle PDL_D = \frac{\angle D}{2}.
]
Шаг 3: Анализ образованных углов
Рассмотрим точку пересечения биссектрис (P). Тогда в точке (P) сумма углов, образованных биссектрисами, равна:
[
\angle APB + \angle BPC + \angle CPD + \angle DPA = 360^\circ.
]
Так как:
[
\angle APB = \frac{\angle A}{2} + \frac{\angle B}{2} = \frac{180^\circ}{2} = 90^\circ,
]
[
\angle BPC = \frac{\angle B}{2} + \frac{\angle C}{2} = \frac{180^\circ}{2} = 90^\circ,
]
[
\angle CPD = \frac{\angle C}{2} + \frac{\angle D}{2} = \frac{180^\circ}{2} = 90^\circ,
]
[
\angle DPA = \frac{\angle D}{2} + \frac{\angle A}{2} = \frac{180^\circ}{2} = 90^\circ.
]
Таким образом, все углы в точке пересечения (P) равны (90^\circ).
Шаг 4: Заключение
Поскольку все углы между пересекающимися биссектрисами равны (90^\circ), то фигура, образованная точками пересечения биссектрис, является прямоугольником. Таким образом, биссектрисы углов произвольного параллелограмма при пересечении действительно образуют прямоугольник.
Этот вывод применим к любому параллелограмму, что доказывает утверждение задачи.