Доказательство:
- Пусть дан прямоугольник ABCD с центром симметрии O.
- Проведем произвольную прямую l, проходящую через точку O.
- Прямая l пересекает стороны прямоугольника в точках E и F.
- Докажем, что прямая l делит прямоугольник на две равные по площади части.
- Рассмотрим треугольники AOE и COF. У них:
- AO = CO (O - центр симметрии)
- ∠AOE = ∠COF (вертикальные углы)
- ∠EAO = ∠FCO (накрест лежащие углы при параллельных прямых AD и BC и секущей AC)
- Следовательно, треугольники AOE и COF равны по стороне и двум прилежащим углам (по второму признаку равенства треугольников).
- Из равенства треугольников следует, что SAOE = SCOF.
- Аналогично доказывается равенство треугольников BOF и DOE, то есть SBOF = SDOE.
- Площадь четырехугольника ABEF равна SABEF = SAOE + SABOE.
- Площадь четырехугольника CDEF равна SCDEF = SCOF + SCDOF.
- Так как SAOE = SCOF и SBOF = SDOE, то SABEF = SCDFE, следовательно, прямая l делит прямоугольник ABCD на две равные по площади части.
Ответ: любая прямая, проходящая через центр симметрии прямоугольника, делит его на две равные части, что и требовалось доказать.