Решение:
а) Дано: А и В лежат на сфере с центром О, М - середина отрезка АВ.
Доказать: ОМ перпендикулярно АВ.
Доказательство:
Так как M - середина АВ, то AM = MB.
OA = OB (как радиусы сферы).
Тогда треугольники OAM и OBM равны по трем сторонам (OA = OB, AM = MB, OM - общая сторона).
Следовательно, углы OMA и OMB равны.
Так как углы OMA и OMB смежные и равны, то они прямые, то есть OMA = OMB = 90 градусов.
Следовательно, ОМ перпендикулярно АВ.
б) Дано: А и В лежат на сфере с центром О, ОМ перпендикулярно АВ.
Доказать: М - середина отрезка АВ.
Доказательство:
Рассмотрим треугольники OAM и OBM. Они прямоугольные (так как ОМ перпендикулярно АВ).
OA = OB (как радиусы сферы).
OM - общая сторона.
Тогда треугольники OAM и OBM равны по гипотенузе и катету.
Следовательно, AM = MB, то есть М - середина АВ.
Что и требовалось доказать.
Ответ: Доказано