Точките [tex]M, N, P[/tex] са върхове на триъгълник [tex]\implies[/tex]
- те различни и от това следва, че [tex]\overrightarrow{MN}\not= \overrightarrow{0}[/tex], [tex]\overrightarrow{MP}\not= \overrightarrow{0}[/tex]
- те не лежат на една права [tex]\implies[/tex] двата вектора [tex]\overrightarrow{MN}, \overrightarrow{MP}[/tex] не са пропорционални
Така, за всяко число [tex]m[/tex] е в сила [tex]\overrightarrow{MN}\not= m \overrightarrow{MP}[/tex].
Точките [tex]A, B, C, D[/tex] лежат в равнината на [tex]\triangle MNP[/tex].
Вектор [tex]\overrightarrow{AB}=\overrightarrow{MB}-\overrightarrow{MA}=(-\overrightarrow{MN}-4\overrightarrow{MP})-3\overrightarrow{MN}=-4\overrightarrow{MN}-4\overrightarrow{MP}[/tex].
Вектор [tex]\overrightarrow{CD}=\overrightarrow{MD}-\overrightarrow{MC}=(2\overrightarrow{MN}-3\overrightarrow{MP})-(2\overrightarrow{MN}+2\overrightarrow{MP})=-5\overrightarrow{MP}[/tex].
Следователно,
- [tex]\overrightarrow{AB}\not= \overrightarrow{0}[/tex] [tex]\implies[/tex] двете точки [tex]A, B[/tex] са различни
[tex]\implies[/tex] правата [tex]AB[/tex] съществува, единствена е и лежи в равнината на [tex]\triangle MNP[/tex] - [tex]\overrightarrow{CD}\not= \overrightarrow{0}[/tex] [tex]\implies[/tex] двете точки [tex]C, D[/tex] са различни
[tex]\implies[/tex] правата [tex]CD[/tex] съществува, единствена е и лежи в равнината на [tex]\triangle MNP[/tex] - за всяко число [tex]t[/tex] е в сила [tex]\overrightarrow{MN}\not= (5t/4 -1) \overrightarrow{MP}[/tex]
[tex]\implies[/tex] [tex]\overrightarrow{AB}=-4\overrightarrow{MN}-4\overrightarrow{MP}\not= -5t\overrightarrow{MP}=t\overrightarrow{CD}[/tex]
т.е. [tex]\overrightarrow{AB}\not= t\overrightarrow{CD}[/tex]
Следователно, двете прави [tex]AB[/tex], [tex]CD[/tex] лежат в една равнина и щом ненулевите вектори [tex]\overrightarrow{AB}, \overrightarrow{CD}[/tex] не са пропорционални,
то правите нито съвпадат, нито са успоредни.
Следователно, съществува единствена точка [tex]E=AB \cap CD[/tex].
За да се намери точка [tex]E[/tex] се прави следното:
- от [tex]E[/tex] лежи на правата [tex]AB[/tex] и [tex]\overrightarrow{AB}\not= \overrightarrow{0}[/tex] [tex]\implies[/tex] съществува единствено число [tex]x[/tex] такова, че [tex]\overrightarrow{AE}=x \overrightarrow{AB}[/tex]
[tex]\implies[/tex] [tex]\overrightarrow{ME}-\overrightarrow{MA}=x (-4\overrightarrow{MN}-4\overrightarrow{MP})[/tex]
[tex]\implies[/tex] [tex]\overrightarrow{ME}=\overrightarrow{MA}-4x\overrightarrow{MN}-4x\overrightarrow{MP}=3\overrightarrow{MN}-4x\overrightarrow{MN}-4x\overrightarrow{MP}=(3-4x)\overrightarrow{MN}-4x\overrightarrow{MP}[/tex] - от [tex]E[/tex] лежи на правата [tex]CD[/tex] и [tex]\overrightarrow{CD}\not= \overrightarrow{0}[/tex] [tex]\implies[/tex] съществува единствено число [tex]y[/tex] такова, че [tex]\overrightarrow{CE}=y \overrightarrow{CD}[/tex]
[tex]\implies[/tex] [tex]\overrightarrow{ME}-\overrightarrow{MC}=y (-5\overrightarrow{MP})[/tex]
[tex]\implies[/tex] [tex]\overrightarrow{ME}=\overrightarrow{MC}-5y\overrightarrow{MP}=(2\overrightarrow{MN}+2\overrightarrow{MP})-5y\overrightarrow{MP}=2\overrightarrow{MN}+(2-5y)\overrightarrow{MP}[/tex]
Следователно,
[tex]\overrightarrow{0}=\overrightarrow{ME}-\overrightarrow{ME}=((3-4x)\overrightarrow{MN}-4x\overrightarrow{MP})-(2\overrightarrow{MN}+(2-5y)\overrightarrow{MP})=(3-4x-2)\overrightarrow{MN}-(4x+2-5y)\overrightarrow{MP}[/tex]
[tex]\implies[/tex] [tex](1-4x)\overrightarrow{MN}=(4x+2-5y)\overrightarrow{MP}[/tex]. Не е възможно [tex](1-4x)\not= 0[/tex], защото в такъв случай се получава равенство
[tex]\overrightarrow{MN}=\frac{4x+2-5y}{1-4x}\;\;\overrightarrow{MP}[/tex], което е невъзможно пред вид на [tex]\overrightarrow{MN}\not= m \overrightarrow{MP}[/tex] за всяко число [tex]m[/tex].
Следователно, [tex]1-4x=0[/tex] и значи [tex]x=1/4[/tex]. Така,
[tex]\overrightarrow{ME}=(3-4x)\overrightarrow{MN}-4x\overrightarrow{MP}=(3-1)\overrightarrow{MN}-1\overrightarrow{MP}=2\overrightarrow{MN}-\overrightarrow{MP}[/tex].
Отг. търсените координати са [tex](2,-1)[/tex].