Даны точки k(-1; -1); l(-2; 1); m(2; 3); n(3; 1).
а) докажите, что klmn - прямоугольник;
б) найдите косинус угла между его диагоналями;
в) найдите площадь прямоугольника.

1) По теореме Менелая

BK/KA *AO/ON *NC/CB =1

2/3 *AO/ON *2/5 =1

AO/ON =15/4

2) Треугольники, образованные диагоналями на основаниях трапеции, подобны (по накрест лежащим углам при параллельных). Правильные треугольники очевидно подобны. Таким образом синий и красный четырехугольники подобны. Отрезки от вершин до точки пересечения диагоналей являются соответствующими в подобных фигурах и составляют равные углы с соответствующими сторонами. Отрезки отложены от диагонали на равные углы и составляют развернутый угол, то есть прямую.

Сумма углов треугольника равна 180.

∠A+∠B+∠C=180

В треугольнике AOB

∠A/2 +∠B/2 +∠AOB =180 => 2∠AOB -∠C =180

∠AOB=∠MON (вертикальные углы)

Сумма противоположных углов вписанного четырехугольника равна 180.

В четырехугольнике CMON

∠MON +∠C =180 => ∠MON=120

CO - биссектриса ∠MON, ∪OM=∪ON => OM=ON (хорды, стягивающие равные дуги)

Треугольник MON равнобедренный, проведем высоту к основанию, в полученном прямоугольном треугольнике катет против угла 60 равен √3/2, следовательно гипотенуза равна 1.

OM=ON=1

Или по теореме косинусов

MN^2= 2OM^2(1-cos(MON)) <=> OM=1