Корице уџбеника

V.3. Симетрала дужи

Изабери решење задатка:

Задатак 3

Кратко решење

1) Аутобуско стајалиште треба поставити на месту где се Улица симетрала сече са симетралом дужи коју образују болница и пошта. 2) Геометријска конструкција: \( B \) - тачка која представља болницу \( P \) - тачка која представља пошту \( u \) - права која представља Улицу симетрала \( S \) - тражена тачка (аутобуско стајалиште) Нацртај хоризонталну праву `u` у доњем делу папира. Изнад праве `u`, нацртај две различите тачке `B` и `P`, тако да дуж `BP` није паралелна са правом `u`. Са центром у тачки `B`, нацртај два кружна лука (део кружнице) са радијусом `r` (где је `r` веће од половине дужине дужи `BP`): један лук изнад дужи `BP` и други лук испод дужи `BP`. Понови исти поступак са центром у тачки `P`, користећи исти радијус `r`, цртајући два кружна лука изнад и испод дужи `BP`. Споји пресечне тачке тих кружних лукова правом линијом. Ова добијена права линија је симетрала `s` дужи `BP`. Обележи тачку `S` као пресек праве `s` и праве `u`. Тачка `S` представља тражено стајалиште. - Конструкција симетрале \( s_{BP} \): \( k_1(B, r) \cap k_2(P, r) = \{M, N\} \quad (r > \frac{BP}{2}) \) \( s_{BP} = p(M, N) \) - Одређивање тачке \( S \): \( \{S\} = s_{BP} \cap u \) Пошто \( S \in s_{BP} \implies SB = SP \). Нацртај дуж BP (танком линијом). Прикажи два укрштена лука изнад и испод дужи. Кроз њихове пресеке повуци праву s_BP. Место где се s_BP сече са правом u обележи подебљаном тачком S.

Детаљно решење

Анализа захтева задатка

Задатак тражи да нађемо локацију аутобуског стајалишта које мора да испуни два услова: 1. Да се налази у Улици симетрала (коју ћемо представити правом \( u \)). 2. Да буде једнако удаљено од болнице (тачка \( B \)) и поште (тачка \( P \)). Кључно геометријско својство које користимо је да је свака тачка која је једнако удаљена од две фиксне тачке \( B \) и \( P \) заправо тачка која припада симетрали дужи \( BP \). Дакле, стајалиште ће се налазити у пресеку те симетрале и дате улице.

Представљање објеката тачкама и правама

Прво ћемо нацртати почетну ситуацију на основу мапе: 1. Обележимо тачку \( B \) (болница) и тачку \( P \) (пошта). 2. Нацртамо праву \( u \) која представља Улицу симетрала.
Нацртај хоризонталну праву `u` у доњем делу папира. Изнад праве `u`, нацртај две различите тачке `B` и `P`, тако да дуж `BP` није паралелна са правом `u`. Са центром у тачки `B`, нацртај два кружна лука (део кружнице) са радијусом `r` (где је `r` веће од половине дужине дужи `BP`): један лук изнад дужи `BP` и други лук испод дужи `BP`. Понови исти поступак са центром у тачки `P`, користећи исти радијус `r`, цртајући два кружна лука изнад и испод дужи `BP`. Споји пресечне тачке тих кружних лукова правом линијом. Ова добијена права линија је симетрала `s` дужи `BP`. Обележи тачку `S` као пресек праве `s` и праве `u`. Тачка `S` представља тражено стајалиште.

Конструкција симетрале дужи \( BP \)

Да бисмо пронашли све тачке једнако удаљене од \( B \) и \( P \), конструисаћемо симетралу \( s_{BP} \) користећи шестар и лењир: 1. Отворимо шестар на произвољну дужину \( r \) која је очигледно већа од половине растојања \( BP \). 2. Из тачке \( B \) опишемо кружни лук. 3. Са истим отвором шестара \( r \), из тачке \( P \), опишемо други кружни лук тако да пресече први у двема тачкама (нека то буду тачке \( M \) и \( N \)). 4. Повучемо праву кроз тачке \( M \) и \( N \). Та права је симетрала \( s_{BP} \).

Одређивање положаја стајалишта

Сада када имамо све тачке једнако удаљене од болнице и поште (праву \( s_{BP} \)) и знамо да стајалиште мора бити у Улици симетрала (права \( u \)), решење је њихова заједничка тачка: 1. Означимо пресек праве \( s_{BP} \) и праве \( u \) тачком \( S \). 2. Тачка \( S \) представља тачно место где треба поставити аутобуско стајалиште.
Нацртај дуж BP (танком линијом). Прикажи два укрштена лука изнад и испод дужи. Кроз њихове пресеке повуци праву s_BP. Место где се s_BP сече са правом u обележи подебљаном тачком S.

Кратак запис решења:

1) Стајалиште се поставља у пресеку Улице симетрала и симетрале дужи \( BP \). 2) Конструкција: \( \{S\} = s_{BP} \cap u \) Због особина симетрале важи \( SB = SP \).

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: