在四边形ABCD中,向量AB=a,向量BC=b,向量CD=c,向量DA=d,且ab=bc=cd=da 试判断此四边形的形

2个回答

  • 其实楼上说的对,此题直观上判断确实如此

    一直在想有没有解析方法,还好,想到了:

    a·b=b·c=c·d=d·a

    即:|a||b|cosB=|b||c|cosC=|c||d|cosD=|d||a|cosA

    其实是有负号的,约去了

    A、B、C、D都是锐角,可能满足等式,但不满足四边形内角和为2π

    A、B、C、D都是钝角,可能满足等式,但更不满足四边形内角和为2π

    A、B、C、D中如果既有锐角,又有钝角,不满足等式

    故只能是:A=B=C=D=π/2,即为矩形

    -----------------------------------解析推导:

    a+b+c+d=0

    2边点乘a:即:|a|^2+a·b+a·c+a·d=|a|^2+2a·b+a·c=0--------(1)

    2边点乘b:即:|b|^2+a·b+b·c+b·d=|b|^2+2a·b+b·d=0--------(2)

    2边点乘c:即:|c|^2+a·c+b·c+c·d=|c|^2+2a·b+a·c=0---------(3)

    2边点乘d:即:|d|^2+a·d+b·d+c·d=|d|^2+2a·b+b·d=0--------(4)

    (1)-(3):|a|=|c|

    (2)-(4):|b|=|d|

    到此可以判断为平行四边形,继续:

    a·b=b·c,即:|a||b|cosB=|b||c|cosC

    即:cosB=cosC

    b·c=c·d,即:|b||c|cosC=|c||d|cosD

    即:cosC=cosD

    c·d=d·a,即:|c||d|cosD=|d||a|cosA

    即:cosD=cosA

    即:cosA=cosB=cosC=cosD

    因为是平行四边形,故A、B、C、D都不能超过π

    在(0,π)内,余弦函数单调递减,故:A=B=C=D

    即:A=B=C=D=π/2

    即为矩形