Для того, чтобы доказать, что ABCD - прямоугольник, нужно показать, что это параллелограмм, у которого хотя бы один угол прямой.
1. Найдем длины сторон AB, BC, CD, DA:
\(AB = \sqrt{(-2-1)^2 + (2-5)^2} = \sqrt{9 + 9} = \sqrt{18} = 3\sqrt{2}\)
\(BC = \sqrt{(0-(-2))^2 + (0-2)^2} = \sqrt{4 + 4} = \sqrt{8} = 2\sqrt{2}\)
\(CD = \sqrt{(3-0)^2 + (3-0)^2} = \sqrt{9 + 9} = \sqrt{18} = 3\sqrt{2}\)
\(DA = \sqrt{(1-3)^2 + (5-3)^2} = \sqrt{4 + 4} = \sqrt{8} = 2\sqrt{2}\)
Так как AB = CD и BC = DA, то ABCD - параллелограмм.
2. Проверим, является ли угол между AB и BC прямым. Для этого найдем векторы \(\vec{AB}\) и \(\vec{BC}\):
\(\vec{AB} = (-2-1; 2-5) = (-3; -3)\)
\(\vec{BC} = (0-(-2); 0-2) = (2; -2)\)
Найдем скалярное произведение этих векторов:
\(\vec{AB} \cdot \vec{BC} = (-3)(2) + (-3)(-2) = -6 + 6 = 0\)
Так как скалярное произведение равно 0, векторы перпендикулярны, а значит, угол ABC - прямой.
Следовательно, ABCD - прямоугольник.
Ответ: ABCD - прямоугольник.