Все углы выпуклого восьмиугольника равны, а все стороны имеют рациональную длину. Докажите, что у него есть центр симметрии.
Обозначим восьмиугольник ABCDEFGH. Продлим его стороны, взятые через одну, до пересечения (см. чертёж), тогда образованный ими четырёхугольник PQRS — прямоугольник. Действительно, два внешних угла треугольника HAP составляют
Докажем, что противоположные стороны восьмиугольника (например, AB и EF) равны. Действительно, пусть это не так, тогда их разность равна разности сумм проекций четырёх других сторон на их направление:
Но
Так же доказывается, что Значит, треугольники HAP и DER равны (равнобедренные прямоугольные треугольники с равными гипотенузами), поэтому при симметрии относительно центра PQRS отрезки DE и HA совместятся. Также совместятся отрезки BC и FG. Значит, восьмиугольник центрально симметричен, что и требовалось доказать.