1 Równanie przekątnej AC
Przekątne kwadratu są prostopadłe. Prosta BD ma współczynnik kierunkowy \(\frac{4}{3}\), więc prosta AC, przechodząca przez A, ma współczynnik \(-\frac{3}{4}\).
\[y+\frac{5}{3}=-\frac{3}{4}(x-5)\]
2 Punkt przecięcia przekątnych
Podstawiamy równanie prostej BD do równania AC. Otrzymane współrzędne wyznaczają środek kwadratu O.
\[\frac{4}{3}x+\frac{5}{3}=-\frac{3}{4}(x-5)\;\Longrightarrow\;16x+20=-9x+45\;\Longrightarrow\;x=1,\quad y=\frac{4}{3}\]
3 Pole kwadratu
Przekątne kwadratu przecinają się w połowie, zatem \(AC=2AO\). Pole kwadratu jest równe połowie kwadratu długości przekątnej.
\[AO^2=(5-1)^2+\left(-\frac{5}{3}-\frac{4}{3}\right)^2=16+9=25,\quad AC=10,\quad P=\frac{AC^2}{2}=50\]
Odpowiedź
Punkt przecięcia przekątnych ma współrzędne \(\left(1,\frac{4}{3}\right)\), a pole kwadratu wynosi \(50\).
\[O=\left(1,\frac{4}{3}\right),\qquad P=50\]
Sprawdzenie
Punkt O leży na BD. Wektor AO ma kierunek prostopadły do BD, a długość przekątnej wynosi 10, co potwierdza obliczone pole.
\[\frac{4}{3}=\frac{4}{3}\cdot1,\qquad (O-A)\cdot(3,4)=(-4,3)\cdot(3,4)=0,\qquad \frac{10^2}{2}=50\]