1.2. Paralelogramo en cuadrilátero
De Laplace
1 Enunciado
Sea ABCD un cuadrilátero arbitrario. Demuestre, usando el álgebra vectorial, que los puntos medios de sus cuatro lados constituyen los vértices de un paralelogramo.
2 Solución
Sea O el origen de coordenadas. En ese caso los vectores de posición de los vértices son ,
,
y
. Las posiciones de los puntos medios E, F, G y H se encuentran en
![\overrightarrow{OE}=\frac{\overrightarrow{OA}+\overrightarrow{OB}}{2}](/wiki/images/math/5/1/0/5106ccbe5f79f5b4150027b46de02ca1.png)
![\overrightarrow{OF}=\frac{\overrightarrow{OB}+\overrightarrow{OC}}{2}](/wiki/images/math/5/8/c/58ce69853181b217bf36eaaa53b1327e.png)
![\overrightarrow{OG}=\frac{\overrightarrow{OC}+\overrightarrow{OD}}{2}](/wiki/images/math/4/f/8/4f8fa5a1e8323c817e9e1f5bde8bdd50.png)
![\overrightarrow{OH}=\frac{\overrightarrow{OD}+\overrightarrow{OA}}{2}](/wiki/images/math/4/b/e/4be7e6faa2ed2582c0c6d9d2a80f4361.png)
Para demostrar que estos cuatro puntos forman un paralelogramo, debemos probar que sus lados son paralelos dos a dos. El vector que une E y F es
![\overrightarrow{EF}=\overrightarrow{OF}-\overrightarrow{OE}=\frac{\overrightarrow{OC}-\overrightarrow{OA}}{2}](/wiki/images/math/b/e/7/be7345a69ca65a4d26442c66402ff4df.png)
El vector que une H y G se calcula de la misma forma
![\overrightarrow{HG}=\overrightarrow{OG}-\overrightarrow{OH}=\frac{\overrightarrow{OC}-\overrightarrow{OA}}{2}=\overrightarrow{EF}](/wiki/images/math/e/f/5/ef5a059a59e4cebe67131674be41794e.png)
Resulta un vector idéntico al anterior y por tanto el vector ligado es paralelo al
.
Operando del mismo modo se demuestra que y
son también paralelos e iguales.
Por tanto, el cuadrilátero EFGH es un paralelogramo, esto es, una figura plana con lados paralelos dos a dos.
Nótese que no se hace ninguna restricción sobre el cuadrilátero ABCD. Ni siquiera se exige que sea una figura plana. Puede ser una estructura articulada tridimensional y aun así, los puntos medios yacen en el mismo plano y forman un paralelogramo.
![Archivo:paralelogramo-en-cuadrilatero.png](/wiki/images/a/a9/Paralelogramo-en-cuadrilatero.png)