برای حل این مسائل هندسی، به بررسی هر یک از موارد میپردازیم:
1. **ثابت کنید مجموع فاصلههای هر نقطه درون مثلث متساویالاضلاع از ۳ ضلع برابر با ارتفاع مثلث است.**
فرض کنیم مثلث ABC متساویالاضلاع با ضلع a باشد و نقطه P درون مثلث قرار داشته باشد. ارتفاع مثلث h برابر با \( h = \frac{{a\sqrt{3}}}{2} \) است.
طبق اصل ژاکوبو استاینر: مجموع فاصلههای یک نقطه \( P \) از اضلاع مثلث برابر با ارتفاع مثلث است:
اگر فاصلههای نقطه P از اضلاع به ترتیب \( d_1, d_2, \) و \( d_3 \) باشد، میتوان نوشت:
\[
d_1 + d_2 + d_3 = h
\]
این اصل هندسی برای هر مثلث برقرار است و در حالت خاص مثلث متساوی الاضلاع، به راحتی با استفاده از ارتفاع میتوان آن را تأیید کرد.
2. **ثابت کنید هر ۴ ضلعی که دو ضلع هم اندازه و موازی باشند متوازیالاضلاع است.**
فرض کنیم چهارضلعی ABCD داریم که دو ضلع آن، \( AB \) و \( CD \)، هم اندازه و موازی هستند. برای نشان دادن اینکه ABCD متوازیالاضلاع است، باید نشان دهیم که ضلعهای مخالف دیگر، یعنی \( AD \) و \( BC \)، نیز هم اندازه هستند.
از تعریف متوازیالاضلاع، هر شکل چهارضلعی که یک جفت اضلاع مخالفش موازی و هم اندازه باشند، متوازیالاضلاع است.
بنابراین با توجه به اینکه \( AB \parallel CD \) و \( AB = CD \)، نتیجه میگیریم که ABCD یک متوازیالاضلاع است.
این راهحلها مفاهیم اساسی در هندسه را توضیح میدهند و به درک دانشآموز کمک میکنند.