Упр.10.42 ГДЗ Погорелов 7-9 класс (Геометрия)

Докажите с помощью векторов, что диагонали ромба перпендикулярны.

Пусть $$ABCD$$ — ромб, тогда все его стороны равны:

$$AB=BC=CD=DA=a.$$

Рассмотрим векторы диагоналей $$\overrightarrow{AC}$$ и $$\overrightarrow{BD}$$.

По правилу треугольника:

$$\overrightarrow{AC}=\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{BC}.$$

По правилу параллелограмма:

$$\overrightarrow{BD}=\overrightarrow{BC}+\overrightarrow{BA}=\overrightarrow{BC}-\overrightarrow{AB}.$$

Найдём их скалярное произведение:

$$\overrightarrow{AC}\cdot \overrightarrow{BD} =(\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{BC})(\overrightarrow{BC}-\overrightarrow{AB}) =\overrightarrow{BC}^{\,2}-\overrightarrow{AB}^{\,2}.$$

Так как $$AB=BC=a$$, то

$$\overrightarrow{AC}\cdot \overrightarrow{BD} =BC^2-AB^2=a^2-a^2=0.$$

Скалярное произведение ненулевых векторов равно нулю, значит, эти векторы перпендикулярны. Следовательно, перпендикулярны и диагонали ромба:

$$AC\perp BD.$$

Ответ

Диагонали ромба перпендикулярны.