а) Найдите все треугольники, длины сторон и величины углов которых образуют арифметические прогрессии.
б) Верно ли, что для всякой арифметической прогрессии из четырех положительных чисел существует выпуклый четырехугольник, длинами сторон которого являются эти числа?
в) Найдите все четырехугольники, длины сторон и углы которых (взятые в циклических порядках) образуют арифметические прогрессии.
а) Только равносторонние треугольники. Поскольку сумма углов треугольника равна то из того, что они образуют арифметическую прогрессию, следует, что средний из них равен Если a — длина стороны, противоположной этому углу, то длины остальных сторон треугольника — По формуле косинусов
откуда
б) Решение очевидно, если использовать такое «геометрически очевидное» утверждение. Если и то существует замкнутая выпуклая ломаная, длины звеньев которой равны ai. Попробуйте дать какое-нибудь обоснование этого утверждения.
в) Квадраты и только они. Нетрудно видеть, что если углы четырехугольника образуют арифметическую прогрессию, то он — трапеция. Далее, если и длины его сторон образуют арифметическую прогрессию, то (обозначения на рисунке; отрезок CK параллелен стороне AB), откуда следует, что
Ответ: а) равностронние треугольники; б) да, верно; в) квадраты.