В прямоугольнике диагонали равны и пересекаются в точке, которая делит их пополам. Если угол между диагоналями прямоугольника равен 90 градусов, то такой прямоугольник является квадратом. Давайте разберем, почему это так, и найдем углы между диагоналями и сторонами.
Доказательство, что это квадрат:
Свойства прямоугольника:
- Диагонали равны.
- Диагонали делятся пополам в точке пересечения.
Условие задачи:
- Угол между диагоналями равен 90 градусов.
Для прямоугольника, обозначим стороны как (a) и (b). Диагонали будут равны и равняться (\sqrt{a^2 + b^2}). Если угол между диагоналями 90 градусов, применим теорему косинусов к треугольнику, образованному половинами диагоналей и одной из сторон прямоугольника:
[
d^2 = \left(\frac{d}{2}\right)^2 + \left(\frac{d}{2}\right)^2 - 2 \cdot \left(\frac{d}{2}\right) \cdot \left(\frac{d}{2}\right) \cdot \cos(90^\circ)
]
Так как (\cos(90^\circ) = 0), то:
[
d^2 = 2\left(\frac{d}{2}\right)^2
]
Что сокращается до:
[
d^2 = \frac{d^2}{2}
]
Это возможно только если (a = b), что означает, что прямоугольник является квадратом.
Углы между диагоналями и сторонами:
Углы в квадрате:
- В квадрате диагонали являются биссектрисами углов, которые они делят на два равных угла по 45 градусов.
Углы между диагоналями и сторонами:
- В квадрате угол между диагональю и любой стороной равен 45 градусов.
Таким образом, если угол между диагоналями прямоугольника равен 90 градусов, то такой прямоугольник является квадратом, и угол между диагоналями и его сторонами равен 45 градусов.