Чтобы доказать, что параллелограмм, у которого стороны и диагонали равны, является квадратом, давайте рассмотрим параллелограмм ABCD, где AB = BC = CD = DA и AC = BD.
Шаг 1: Свойства параллелограмма
Параллелограмм имеет следующие свойства:
- Противоположные стороны равны: AB = CD и BC = DA.
- Противоположные углы равны.
- Диагонали пересекаются и точка пересечения делит каждую диагональ пополам.
Шаг 2: Равенство сторон
Поскольку все стороны параллелограмма равны (AB = BC = CD = DA), это значит, что ABCD является ромбом. Ромб — это параллелограмм с равными сторонами.
Шаг 3: Равенство диагоналей
Мы знаем, что диагонали AC и BD равны (AC = BD). В ромбе диагонали не только равны, но также и перпендикулярны, и делят углы ромба пополам.
Шаг 4: Углы ромба
Обозначим угол A как α, угол B как β и так далее. Так как ABCD — ромб, то:
- Угол A равен углу C (α = γ).
- Угол B равен углу D (β = δ).
Сумма углов в параллелограмме равна 360°. Поэтому:
[
2α + 2β = 360°
]
или
[
α + β = 180°
]
Шаг 5: Углы ромба и прямые углы
Так как диагонали равны, они должны делить углы ромба пополам. Поскольку каждый из углов равен, это означает, что углы α и β являются равными. Пусть угол α = β. Тогда:
[
α + α = 180°
]
что дает
[
2α = 180°
]
или
[
α = 90°
]
Таким образом, все углы ромба ABCD равны 90°. Это означает, что ABCD является квадратом.
Заключение
Мы доказали, что параллелограмм, у которого стороны и диагонали равны, является квадратом. Таким образом, все свойства, которые мы рассмотрели, подтверждают, что данный параллелограмм имеет все характеристики квадрата: равные стороны и прямые углы.