यदि एक चतुर्भुज की चारों भुजाएँ समान हों और एक कोण का हो तो क्या यह एक वर्ग होगा? ज्यामितीय तर्क, रचना और मापन के उपयोग द्वारा उत्तर ज्ञात कीजिए।
एक चतुर्भुज जिसकी चारों भुजाएँ समान हों वह स्वतः एक समराइब्स (rhombus) है। यदि इस समराइब्स में एक कोण का हो, तो वह एक समलम्ब चतुर्भुज बन जाता है और सभी कोण हो जाते हैं। अतः यह एक ऐसे चतुर्भुज की परिभाषा को भी पूरा करता है जिसके प्रत्येक कोण हैं तथा सभी भुजाएँ समान हैं, अर्थात् वर्ग।
रचना के लिए ABCD समराइब्स बनाइए जिसमें और हो। विकर्ण AC तथा BD खींचकर उनसे कटनेविंदु O प्राप्त कीजिए। समराइब्स में विकर्ण एक-दूसरे को समद्विभाजित करते हैं, अतः तथा होता है।
ज्यामितीय तर्क से समांतर चतुर्भुज में आसन्न कोणों का योग होता है। चूँकि , इसलिए । इसी प्रकार मिलते हैं।
अतः इस चतुर्भुज की सभी भुजाएँ समान और सभी कोण समकोण हैं, जिसकी परिभाषा वर्ग की पूर्ति करती है।
Explanation
यह उत्तर समराइब्स, समांतर चतुर्भुज एवं वर्ग के गुणों का प्रयोग करके तर्कपूर्वक सिद्ध करता है कि rhombus में एक समकोण होने पर सारे कोण समकोण बनते हैं और भुजाएँ समान रहने पर वह वर्ग ही होता है।
Solution Steps
Step 1: ABCD बनाइए जहाँ AB=BC=CD=DA और ∠A=90° हो।
Step 2: विकर्ण AC और BD खींचकर उनका समद्विभाजन बिंदु O प्राप्त कीजिए (AO=OC एवं BO=OD)।
Step 3: समांतर चतुर्भुज के गुणानुसार आसन्न कोणों का योग 180° होता है, इसलिए ∠B=180°−90°=90°, इसी तरह ∠C व ∠D भी 90°।
Step 4: सभी भुजाएँ समान और सभी कोण 90° होने पर वह चतुर्भुज वर्ग की परिभाषा पूरी करता है।