Чтобы определить, являются ли четыре заданные точки вершинами параллелограмма, можно воспользоваться несколькими методами. Один из наиболее распространённых методов базируется на свойствах векторов и геометрии.
Свойства параллелограмма
Противоположные стороны параллелограмма равны и параллельны.
Диагонали параллелограмма пересекаются в одной точке и делятся этой точкой пополам.
Метод проверки с использованием векторов
Проверка равенства противоположных сторон:
Для четырёх точек ( A_1(x_1, y_1), A_2(x_2, y_2), A_3(x_3, y_3), A_4(x_4, y_4) ) можно вычислить векторы, представляющие стороны, и проверить их равенство:
- Вектор ( \overrightarrow{A_1A_2} = (x_2 - x_1, y_2 - y_1) )
Вектор ( \overrightarrow{A_3A_4} = (x_4 - x_3, y_4 - y_3) )
Вектор ( \overrightarrow{A_2A_3} = (x_3 - x_2, y_3 - y_2) )
- Вектор ( \overrightarrow{A_4A_1} = (x_1 - x_4, y_1 - y_4) )
Проверяем равенство противоположных векторов:
[
\overrightarrow{A_1A_2} = \overrightarrow{A_3A_4} \quad \text{и} \quad \overrightarrow{A_2A_3} = \overrightarrow{A_4A_1}
]
Проверка диагоналей:
Вычисляем векторы диагоналей и проверяем, пересекаются ли они в одной точке и делятся ли пополам:
- Вектор ( \overrightarrow{A_1A_3} = (x_3 - x_1, y_3 - y_1) )
- Вектор ( \overrightarrow{A_2A_4} = (x_4 - x_2, y_4 - y_2) )
Для проверки деления пополам сравниваем средние точки диагоналей:
[
\left( \frac{x_1 + x_3}{2}, \frac{y_1 + y_3}{2} \right) = \left( \frac{x_2 + x_4}{2}, \frac{y_2 + y_4}{2} \right)
]
Алгоритм
- Вычислите векторы сторон и диагоналей.
- Проверьте равенство противоположных векторов для сторон.
- Проверьте, совпадают ли средние точки диагоналей.
Если обе проверки подтверждаются, то точки являются вершинами параллелограмма. В противном случае — нет.
Этот метод основан на использовании базовых свойств параллелограммов и является достаточно эффективным для проверки в двумерном пространстве.