Question

Cho tứ giác ABCD , biết rằng tồn tại một điểm O sao cho các vecto \(\overrightarrow{OA}+\overrightarrow{OB}+\overrightarrow{OC}+\overrightarrow{OD}\) có độ dài bằng nhau và o \(\overrightarrow{OA}+\overrightarrow{OB}+\overrightarrow{OC}+\overrightarrow{OD}=0\) . Chứng minh ABCD là hình chữ nhật

Answer 1

Lời giải:

Gọi $M,N$ lần lượt là trung điểm $AB, CD$. Ta có:

$\overrightarrow{OA}+\overrightarrow{OB}+\overrightarrow{OC}+\overrightarrow{OD}=\overrightarrow{OM}+\overrightarrow{MA}+\overrightarrow{OM}+\overrightarrow{MB}+\overrightarrow{ON}+\overrightarrow{NC}+\overrightarrow{ON}+\overrightarrow{ND}$

$=2\overrightarrow{OM}+2\overrightarrow{ON}=\overrightarrow{0}$

$\Rightarrow \overrightarrow{OM}=-\overrightarrow{ON}$ nên $O$ là trung điểm $MN$

Tam giác $OAB$ cân tại $O$ có $OM$ là trung tuyến đồng thời là đường cao

$\Rightarrow OM\perp AB$. Hoàn toàn tương tự $ON\perp CD$

Mà $O,M,N$ thẳng hàng nên $AB\parallel CD(1)$

Tương tự, đặt $P,Q$ là trung điểm $AD, BC$ ta có:

$AD\paralle BC(2)$

Từ $(1);(2)\Rightarrow ABCD$ là hình bình hành.

$MN$ là đường trung bình của hbh $ABCD$ nên $MN\parallel BC$. Mà ở trên ta chỉ ra $OM\perp AB; O,N,M$ thẳng hàng nên $AB\perp BC$

Hình bình hành $ABCD$ có 2 cạnh kề vuông góc nên là hình chữ nhật.