Az
animáció alapján megfogalmazható sejtés alapján a PQRS négyszög
minden esetben négyzet.
Ennek
igazolásához megmutatjuk, hogy a DQP,
AQR,
BSR
és CSP
háromszögek egybevágók egymással. Ebből már következik, hogy a PQRS négyszög
rombusz.
Tekintsük
a DQP és AQR háromszögeket!
Ezekben DQ=AQ és DP=AR, hiszen
páronként ugyanakkora oldalú négyzetek átlóinak felével egyenlők.
Másrészt ha az ABCD
paralelogramma A
csúcsánál lévő szöget jelöli,
akkor
,
és
.
Mivel
azonban
,
ezért
,
ami mutatja, hogy az AQR
és DQP
háromszögek nemcsak két-két oldalukban, hanem az általuk bezárt
szögükben is megegyeznek, így a két háromszög egymással egybevágó.
Ebből következően persze harmadik oldaluk is megegyezik, azaz PQ=RQ.
Vegyük
még észre, hogy AQ
és DQ
merőlegesek egymásra (a négyzet egy-egy átlójára illeszkednek), továbbá
a két háromszög azonos körüljárási iránnyal rendelkezik, ezért a DQP háromszög a Q pont körüli
-90°-os forgatással vihető át az AQR
háromszögbe, amiről az alábbi animációban meg is győződhetünk. Mivel
szakasz és elforgatott képe egymással a forgatás szögét zárja be, ezért
QP
és RQ
merőlegesek egymásra.
Hasonló
gondolatmenettel igazolható, hogy az ábra összes színes háromszöge
egybevágó egymással, továbbá a PQRS
négyszög minden szöge 90°-os. A fentiekből adódóan a PQRS négyszög
valóban négyzet.
|