Корице уџбеника

V.3. Симетрала дужи

Изабери решење задатка:

Задатак 10

Кратко решење

Нацртамо три неколинеарне тачке \( A \), \( B \) и \( C \). 1. Нацртај три неколинеарне тачке A, B и C у равни, формирајући троугао ABC.
2. Повежи тачке B и C дужи BC. Означи средину дужи BC са M. Конструиши симетралу \( s_{BC} \) дужи BC тако да пролази кроз тачку M и нормална је на BC. Прикажи прави угао на тачки M.
3. Означи средину дужи AB са \( M_{AB} \) и средину дужи AC са \( M_{AC} \).
4. Конструиши праву p која пролази кроз тачке \( M_{AB} \) и \( M_{AC} \). Права p је средња линија троугла ABC, паралелна са дужи BC. Означи пресечну тачку симетрале \( s_{BC} \) и праве p као N.
5. Прикажи да су тачке A, B и C подједнако удаљене од праве p. Нацртај нормале из тачака A, B и C до праве p. Означи подножја нормала на правој p као \( A' \), \( B' \) и \( C' \) респективно. Означи дужине ових нормала (\( AA' \), \( BB' \), \( CC' \)) са 'd' да би се истакла њихова једнака дужина. Прикажи праве углове на подножјима \( A' \), \( B' \) и \( C' \).

1) Конструкција праве

Да би права била једнако удаљена од тачака \( A \), \( B \) и \( C \), конструишемо праву која пролази кроз средишта две дужи које ове тачке одређују. - Конструишемо симетралу \( s_{AB} \) и одредимо средиште \( M_{AB} = s_{AB} \cap AB \). - Конструишемо симетралу \( s_{AC} \) и одредимо средиште \( M_{AC} = s_{AC} \cap AC \). - Права \( p_1 \) која садржи тачке \( M_{AB} \) и \( M_{AC} \) је тражена права. Нацртај средишта све три странице троугла ABC. Кроз свака два средишта повуци по једну праву. Добићеш укупно три праве које су паралелне страницама троугла.

2) Преостале праве

Поред праве \( p_1 \), можемо конструисати праве кроз преостале парове средишта дужи: - Права \( p_2 \) кроз средишта \( M_{AB} \) и \( M_{BC} \). - Права \( p_3 \) кроз средишта \( M_{BC} \) и \( M_{AC} \). Осим прве конструисане, постоје још две такве праве, што значи да их укупно има 3.

Детаљно решење

Цртање почетних тачака

На почетку ћемо нацртати три тачке \( A \), \( B \) и \( C \) које не припадају истој правој.
1. Нацртај три неколинеарне тачке A, B и C у равни, формирајући троугао ABC. 2. Повежи тачке B и C дужи BC. Означи средину дужи BC са M. Конструиши симетралу \( s_{BC} \) дужи BC тако да пролази кроз тачку M и нормална је на BC. Прикажи прави угао на тачки M. 3. Означи средину дужи AB са \( M_{AB} \) и средину дужи AC са \( M_{AC} \). 4. Конструиши праву p која пролази кроз тачке \( M_{AB} \) и \( M_{AC} \). Права p је средња линија троугла ABC, паралелна са дужи BC. Означи пресечну тачку симетрале \( s_{BC} \) и праве p као N. 5. Прикажи да су тачке A, B и C подједнако удаљене од праве p. Нацртај нормале из тачака A, B и C до праве p. Означи подножја нормала на правој p као \( A' \), \( B' \) и \( C' \) респективно. Означи дужине ових нормала (\( AA' \), \( BB' \), \( CC' \)) са 'd' да би се истакла њихова једнака дужина. Прикажи праве углове на подножјима \( A' \), \( B' \) и \( C' \).

1) Конструкција праве једнако удаљене од тачака \( A \), \( B \) и \( C \)

Права ће бити једнако удаљена од три неколинеарне тачке ако пролази тачно на средини између њих. Ово постижемо тако што пронађемо средишта дужи које спајају ове тачке. На слици из задатка приказана је конструкција праве која пролази кроз средишта дужи \( AB \) и \( AC \). Кораци конструкције: - Проналажење средишта дужи \( AB \): Конструишемо симетралу дужи \( AB \) (означимо је са \( s_{AB} \)) тако што шестаром опишемо лукове из тачака \( A \) и \( B \) истим полупречником. Права која спаја пресеке лукова је симетрала. Тачка пресека симетрале и дужи \( AB \) је њено средиште, означићемо га са \( M_{AB} \) (на слици означено словом \( N \)). - Проналажење средишта дужи \( AC \): Поновимо исти поступак за тачке \( A \) и \( C \) конструкцијом симетрале \( s_{AC} \). Тачка пресека ове симетрале и дужи \( AC \) је њено средиште \( M_{AC} \). - Цртање праве: Повучемо праву кроз добијена средишта \( M_{AB} \) и \( M_{AC} \). Ова права је паралелна са правом која пролази кроз тачке \( B \) и \( C \) и једнако је удаљена од све три почетне тачке.
Нацртај средишта све три странице троугла ABC. Кроз свака два средишта повуци по једну праву. Добићеш укупно три праве које су паралелне страницама троугла.

2) Одређивање броја таквих правих

У првом делу смо конструисали праву која пролази кроз средишта дужи \( AB \) и \( AC \). Пошто имамо три тачке, постоје три дужи које их одређују (\( AB \), \( BC \) и \( AC \)). На исти начин можемо конструисати и праве које пролазе кроз остале парове средишта ових дужи: - Права која пролази кроз средиште \( M_{AB} \) и средиште \( M_{BC} \). - Права која пролази кроз средиште \( M_{BC} \) и средиште \( M_{AC} \). Свака од ових правих пролази тачно између једне тачке и праве која спаја друге две тачке, што значи да су растојања свих тачака од те праве једнака. Дакле, осим прве конструисане праве, постоје још две такве праве. Укупно их има 3.

Кратак запис решења:

Нацртамо тачке \( A, B, C \). Права једнако удаљена од њих пролази кроз средишта дужи које их спајају. 1) Конструишемо средишта \( M_{AB} \) и \( M_{AC} \) помоћу симетрала \( s_{AB} \) и \( s_{AC} \). Права \( p_1 \) која садржи \( M_{AB} \) и \( M_{AC} \) је решење. 2) Да, постоје још две такве праве које пролазе кроз преостале парове средишта (\( p_2 \) кроз \( M_{AB}, M_{BC} \) и \( p_3 \) кроз \( M_{BC}, M_{AC} \)). Укупно има 3 такве праве.

Најважније из лекције

Осна симетрија: Пресликавање где је тачка и њена слика подједнако удаљена од осе симетрије, а права која их спаја је нормална на ту осу. Ова трансформација чува дужине и углове.
Осносиметричне фигуре: Фигуре које се могу преклопити преко једне праве (осе) тако да им се половине поклопе (нпр. квадрат има 4 осе, кружница бесконачно много).
Симетрала дужи: Права која полови дуж под правим углом. Свака тачка на симетрали једнако је удаљена од крајева дужи. Ова особина је основа за конструисање нормала, паралелних правих и одређивање центра кружнице.
Осна симетрија је пресликавање тачака равни у односу на једну праву коју називамо оса симетрије (обично се обележава са \( s \)).
Тачка \( A_1 \) је осносиметрична тачки \( A \) у односу на праву \( s \) ако:
  • \( A_1 \) припада нормали из \( A \) на праву \( s \);
  • \( A \) и \( A_1 \) се налазе са различитих страна праве \( s \);
  • \( A \) и \( A_1 \) су једнако удаљене од праве \( s \).
Свака тачка која се налази на самој оси симетрије \( s \) пресликава се у саму себе.
Приказ праве s (оса симетрије) и две тачке A и A1 које су симетричне у односу на њу. Испрекиданом линијом је приказана нормала која спаја ове две тачке и сече осу под правим углом, уз ознаку да су растојања од осе до обе тачке једнака.
Осна симетрија је изометријска трансформација, што значи да чува растојање између тачака (дуж се пресликава у једнаку дуж). Такође чува распоред колинеарних тачака и углове (угао се пресликава у једнак угао).
Слика праве при осној симетрији је такође права. Зависно од њеног положаја према оси \( s \):
  • Ако права сече осу симетрије, њена слика такође пролази кроз ту тачку пресека.
  • Ако је права паралелна оси симетрије, њена слика је такође паралелна оси.
  • Ако је права нормална на осу симетрије, она се пресликава у саму себе.
Да бисмо конструисали слику дужи, пресликавамо само њене крајње тачке. Да бисмо пресликали троугао, пресликавамо његова темена. Да бисмо пресликали кружницу, пресликавамо њен центар, док полупречник остаје исти.
Фигура је осносиметрична ако постоји бар једна права (оса симетрије фигуре) по којој се фигура може "пресавити" тако да се њена два дела потпуно поклопе.
Број оса симетрије код неких познатих фигура:
  • Паралелограм: 0 оса симетрије.
  • Правоугаоник (који није квадрат): 2 осе симетрије.
  • Квадрат: 4 осе симетрије.
  • Кружница: бесконачно много оса симетрије (свака права која пролази кроз центар).
Симетрала дужи \( AB \) (ознака \( s_{AB} \)) је права која садржи средиште те дужи и нормална је на њу.
Ознака: \( s_{AB} \) чита се као "симетрала дужи AB".
Кључна особина: Свака тачка на симетрали дужи једнако је удаљена од крајева те дужи (Ако \( X \in s_{AB} \), онда је \( XA = XB \)). Важи и обрнуто: ако је тачка једнако удаљена од крајева дужи, она припада њеној симетрали.
Дуж AB и њена симетрала s_{AB} која пролази кроз средиште под правим углом. На симетрали је означена тачка X изнад дужи. Дужи XA и XB су повучене и означене као једнаке.
Да бисмо конструисали симетралу дужи \( AB \), шестаром описујемо два кружна лука истог полупречника (већег од половине дужи) из тачака \( A \) и \( B \). Права која пролази кроз њихове пресечне тачке је симетрала.
Помоћу лењира и шестара можемо извршити следеће конструкције користећи особине симетрале:
Нормала из тачке на праву: Из тачке \( P \) конструишемо кружницу која сече праву \( p \) у две тачке. Затим конструишемо симетралу дужи чији су крајеви те пресечне тачке. Та симетрала је тражена нормала.
Центар кружнице: Центар се налази у пресеку симетрала било које две тетиве те кружнице.
Паралелна права: Кроз тачку \( P \) прво конструишемо нормалу \( n \) на дату праву \( p \), а затим у тачки \( P \) конструишемо нормалу \( a \) на праву \( n \). Добијена права \( a \) је паралелна са \( p \).

Задаци за вежбање

Лак: Колико оса симетрије има дуж, а колико кружница?
Одговор: Дуж има две осе симетрије (права на којој се налази и њена симетрала). Кружница има бесконачно много оса симетрије (свака права која пролази кроз њен центар).
Средњи: Дата је дуж \( PQ \). Тачка \( M \) припада симетрали \( s_{PQ} \). Ако је растојање од тачке \( M \) до тачке \( P \) једнако \( 7 \text{ cm} \), колико износи растојање од тачке \( M \) до тачке \( Q \)?
На основу особине симетрале дужи, свака тачка на њој је једнако удаљена од крајева те дужи. Дакле, \( MP = MQ \).
Одговор: Растојање од тачке \( M \) до тачке \( Q \) је такође \( 7 \text{ cm} \).
Средњи: Нека је права \( a \) нормална на осу симетрије \( s \). У шта се пресликава права \( a \) при осној симетрији у односу на праву \( s \)?
Одговор: Права која је нормална на осу симетрије пресликава се сама у себе.
Тежак: Објасните како се лењиром и шестаром конструише права \( a \) која пролази кроз тачку \( P \) и паралелна је правој \( p \) (која не садржи \( P \)).
Одговор: Конструкција се своди на цртање две нормале. Прво се конструише права \( n \) која пролази кроз \( P \) и нормална је на праву \( p \). Затим се конструише права \( a \) која пролази кроз \( P \) и нормална је на праву \( n \). Како су \( p \) и \( a \) нормалне на исту праву \( n \), оне су међусобно паралелне.

Савладај
домаћи
уз хиљаде решења, лекција и тестова: