Пример 4. Докажем замечательное свойство трапеции: точка пересечения продолжений боковых сторон трапеции, середины оснований и точка пересечения диагоналей лежат на одной прямой.
Продолжим боковые стороны до точки пересечения S, введём векторы, как показано на рисунке. Тогда: Треугольники SAD и SBC подобны, пусть коэффициент подобия равен k. Тогда:
Следовательно, точки S, E, F лежат на одной прямой.
Обозначим Р точку пересечения диагоналей трапеции. Используя подобие треугольников PAD и PCB получаем: и потому
Следовательно, точки E, G, K лежат на одной прямой.
Объединяя полученные результаты, заключаем, что точки E, F, S, P лежат на одной прямой.
Примечание.
Доказательство, использующее только подобие, приведено в задаче 3404.
Доказательство при помощи гомотетии приведено в задаче 4159.

