Для того чтобы доказать, что ABCD - прямоугольник, нужно использовать свойства параллелограмма и перпендикуляров.
Свойства параллелограмма:
1. Противоположные стороны параллелограмма равны и параллельны.
2. Противоположные углы параллелограмма равны.
Свойства перпендикуляра:
1. Перпендикуляр из точки к линии проходит под прямым углом к этой линии.
2. Если перпендикуляр к одной из двух параллельных прямых, то он перпендикулярен и второй прямой.
Исходя из данных на рисунке, сначала воспользуемся свойством перпендикуляра и прямым углом.
Поскольку MA перпендикулярен AD, то угол MAD является прямым углом.
Теперь воспользуемся свойствами параллелограмма.
Так как AB || CD (параллельны), и у нас есть перпендикуляр a, то он будет перпендикулярен и той прямой, которая параллельна CD. То есть он будет перпендикулярен прямой BC.
Теперь у нас есть прямой угол MAD и перпендикуляр a, которые пересекаются в точке A.
Из свойств перпендикуляра следует, что все отрезки, идущие из точки А, будут перпендикулярны (BMA, BCA, BAC).
Таким образом, мы получили следующие факты:
1. Угол MAD = 90 градусов (получено из свойства перпендикуляра).
2. Угол BCA = 90 градусов (получено из свойства параллелограмма и перпендикуляра).
3. Угол BMA = 90 градусов (получено из свойства параллелограмма и перпендикуляра).
4. Угол BAC = 180 градусов - 90 градусов - 90 градусов = 0 градусов.
Данный угол является прямым углом.
Итак, мы получили то, что ABCD - параллелограмм, и все его углы равны 90 градусов.
Следовательно, ABCD - прямоугольник.
QED.
Свойства параллелограмма:
1. Противоположные стороны параллелограмма равны и параллельны.
2. Противоположные углы параллелограмма равны.
Свойства перпендикуляра:
1. Перпендикуляр из точки к линии проходит под прямым углом к этой линии.
2. Если перпендикуляр к одной из двух параллельных прямых, то он перпендикулярен и второй прямой.
Исходя из данных на рисунке, сначала воспользуемся свойством перпендикуляра и прямым углом.
Поскольку MA перпендикулярен AD, то угол MAD является прямым углом.
Теперь воспользуемся свойствами параллелограмма.
Так как AB || CD (параллельны), и у нас есть перпендикуляр a, то он будет перпендикулярен и той прямой, которая параллельна CD. То есть он будет перпендикулярен прямой BC.
Теперь у нас есть прямой угол MAD и перпендикуляр a, которые пересекаются в точке A.
Из свойств перпендикуляра следует, что все отрезки, идущие из точки А, будут перпендикулярны (BMA, BCA, BAC).
Таким образом, мы получили следующие факты:
1. Угол MAD = 90 градусов (получено из свойства перпендикуляра).
2. Угол BCA = 90 градусов (получено из свойства параллелограмма и перпендикуляра).
3. Угол BMA = 90 градусов (получено из свойства параллелограмма и перпендикуляра).
4. Угол BAC = 180 градусов - 90 градусов - 90 градусов = 0 градусов.
Данный угол является прямым углом.
Итак, мы получили то, что ABCD - параллелограмм, и все его углы равны 90 градусов.
Следовательно, ABCD - прямоугольник.
QED.