Корице уџбеника

V.4. Симетрала Угла

Изабери решење задатка:

Задатак 1 (бесплатан)

Кратко решење

1. Нацртај произвољан туп угао \( \angle pOq \) (угао већи од \( 90^\circ \) и мањи од \( 180^\circ \)). Нацртај две полуправе, \( Op \) и \( Oq \), са заједничком почетном тачком \( O \). Позиционирај тачку \( O \) централно лево. Полуправа \( Op \) треба да се протеже хоризонтално удесно од тачке \( O \). Полуправа \( Oq \) треба да се протеже нагоре и улево од тачке \( O \), тако да угао \( \angle pOq \) буде туп (већи од \( 90^\circ \)). Постави ознаку 'p' близу краја десне полуправе и ознаку 'q' близу краја горње-леве полуправе. 2. Конструиши симетралу \( s_1 \) угла \( \angle pOq \). Тиме је угао подељен на два једнака угла: \( \angle pOs_1 \) и \( \angle s_1Oq \). Нацртај кружни лук из темена O који сече краке p и q у тачкама A и B. Из тачака A и B опиши два кружна лука истог полупречника тако да се секу у унутрашњости угла у тачки S_1. Повуци полуправу Os_1. Ова полуправа дели угао на два једнака дела. 3. Конструиши симетралу \( s_2 \) угла \( \angle pOs_1 \). 4. Конструиши симетралу \( s_3 \) угла \( \angle s_1Oq \). Означи са C пресек првог кружног лука и симетрале s_1. Из тачака A и C конструиши симетралу s_2 угла pOs_1 пресеком нових лукова. Из тачака C и B конструиши симетралу s_3 угла s_1Oq на исти начин. На овај начин угао је подељен на четири једнака дела. 5. Почетни угао је подељен на 4 једнака угла: \[ \angle pOs_2 = \angle s_2Os_1 = \angle s_1Os_3 = \angle s_3Oq \]

Детаљно решење

Да бисмо решили овај задатак, потребно је да применимо поступак конструкције симетрале угла помоћу лењира и шестара. Симетрала угла дели угао на два једнака дела. Ако симетралом поделимо угао на два дела, а затим сваки од та два дела поново поделимо симетралом, добићемо укупно четири једнака дела.

Корак 1: Цртање тупог угла

Туп угао је угао чија је мера већа од правог угла (\( 90^\circ \)), а мања од опруженог угла (\( 180^\circ \)). Помоћу лењира ћемо нацртати две полуправе, \( Op \) и \( Oq \), са заједничким почетком у темену \( O \), тако да заклапају туп угао.
Нацртај две полуправе, \( Op \) и \( Oq \), са заједничком почетном тачком \( O \). Позиционирај тачку \( O \) централно лево. Полуправа \( Op \) треба да се протеже хоризонтално удесно од тачке \( O \). Полуправа \( Oq \) треба да се протеже нагоре и улево од тачке \( O \), тако да угао \( \angle pOq \) буде туп (већи од \( 90^\circ \)). Постави ознаку 'p' близу краја десне полуправе и ознаку 'q' близу краја горње-леве полуправе.

Корак 2: Конструкција прве симетрале угла

Да бисмо поделили угао \( pOq \) на четири једнака дела, прво ћемо га поделити на два једнака дела. То радимо конструкцијом његове главне симетрале. 1. Узимамо шестар, забадамо иглу у теме \( O \) и описујемо кружни лук који сече оба крака угла. 2. Нека тај лук сече крак \( p \) у тачки \( A \), а крак \( q \) у тачки \( B \). 3. Из тачке \( A \), са истим или нешто већим отвором шестара, описујемо кружни лук у унутрашњости угла. 4. Са истим тим отвором шестара, из тачке \( B \) описујемо други лук који сече претходни. Означимо пресечну тачку са \( S_1 \). 5. Помоћу лењира повлачимо полуправу из темена \( O \) кроз тачку \( S_1 \). Ова полуправа је симетрала \( s_1 \) која дели наш угао на два једнака дела.
Нацртај кружни лук из темена O који сече краке p и q у тачкама A и B. Из тачака A и B опиши два кружна лука истог полупречника тако да се секу у унутрашњости угла у тачки S_1. Повуци полуправу Os_1. Ова полуправа дели угао на два једнака дела.

Корак 3: Конструкција симетрала за новодобијене углове

Сада имамо два мања, међусобно једнака угла: \( \angle pOs_1 \) и \( \angle s_1Oq \). Да бисмо добили четири једнака дела, потребно је да сваки од ова два угла поново преполовимо. 1. Приметимо да први кружни лук који смо нацртали већ сече нашу симетралу \( s_1 \) у некој тачки. Нека је то тачка \( C \). 2. За угао \( \angle pOs_1 \): користимо пресечне тачке \( A \) и \( C \). Из њих шестаром описујемо кружне лукове истог полупречника у унутрашњости угла \( \angle pOs_1 \). Њихов пресек одређује тачку кроз коју повлачимо нову симетралу \( s_2 \). 3. За угао \( \angle s_1Oq \): користимо пресечне тачке \( C \) и \( B \). Из њих шестаром описујемо кружне лукове истог полупречника у унутрашњости угла \( \angle s_1Oq \). Њихов пресек одређује тачку кроз коју повлачимо нову симетралу \( s_3 \).
Означи са C пресек првог кружног лука и симетрале s_1. Из тачака A и C конструиши симетралу s_2 угла pOs_1 пресеком нових лукова. Из тачака C и B конструиши симетралу s_3 угла s_1Oq на исти начин. На овај начин угао је подељен на четири једнака дела.

Корак 4: Резултат

На овај начин смо почетни туп угао \( \angle pOq \) успешно поделили на четири једнака угла помоћу три симетрале (\( s_2 \), \( s_1 \) и \( s_3 \)). Сада важи: \[ \angle pOs_2 = \angle s_2Os_1 = \angle s_1Os_3 = \angle s_3Oq \]

Кратак запис решења:

Да би се туп угао поделио на 4 једнака угла, прво треба конструисати његову симетралу чиме се добијају два једнака угла. Затим треба конструисати симетрале за сваки од та два новодобијена угла. Тако се почетни угао дели на 4 једнака дела.

Најважније из лекције

  • Симетрала угла (\( s \)) је полуправа која полази из темена угла и дели га на два једнака угла.
  • Конструише се шестаром и лењиром проналажењем тачке која је једнако удаљена од кракова угла.
  • Свака тачка на симетрали је једнако удаљена од кракова угла. Важи и обрнуто: ако је тачка унутар угла једнако удаљена од кракова, она је на симетрали.
  • Кружница чији је центар на симетрали, а полупречник једнак растојању до кракова, додирује краке и назива се уписана кружница.
За сваки угао постоји јединствена полуправа која припада том углу, полази из његовог темена и дели га на два једнака угла. Та полуправа се назива симетрала угла.
Сваки угао је осно симетричан и има своју осу симетрије. Симетрала угла је заправо део те осе симетрије који припада самом углу.
Симетрала угла \( pOq \) се најчешће означава малим словом \( s \) уз индекс угла: \( s_{\angle pOq} \).
Угао pOq са конструисаном полуправом s (полази из темена O) која га дели на два потпуно једнака дела.
Ако је мера угла \( \angle aOb = 74^\circ \), колико степени имају углови које гради симетрала тог угла са његовим крацима?
Симетрала дели угао на два једнака дела.
Рачунамо: \( 74^\circ : 2 = 37^\circ \).
Одговор: Углови које гради симетрала са крацима износе по \( 37^\circ \).
Симетрала произвољног конвексног неопруженог угла може се лако конструисати коришћењем само лењира и шестара.
Из темена угла \( O \) опишемо кружни лук произвољног полупречника који сече краке угла у тачкама \( P \) и \( Q \). Тада је \( OP = OQ \).
Из тачака \( P \) и \( Q \) опишемо два кружна лука истих полупречника тако да се секу у унутрашњости угла. Тачку пресека означимо са \( S \).
Повучемо полуправу из темена \( O \) кроз тачку \( S \). Полуправа \( OS \) је тражена симетрала угла.
Приказ 3 корака конструкције: 1. Лук из темена O сече краке у P и Q; 2. Лукови из P и Q се секу у тачки S; 3. Лењиром се повлачи полуправа OS.
Конструкција угла од \( 45^\circ \) и \( 135^\circ \):
Прво се конструише прав угао (\( 90^\circ \)). Његовом симетралом добијамо два угла од по \( 45^\circ \) (\( 90^\circ : 2 = 45^\circ \)).
Угао који је упоредан углу од \( 45^\circ \) износи \( 180^\circ - 45^\circ = 135^\circ \).
Ако тачка припада симетрали угла, онда је она једнако удаљена од правих на којима се налазе краци тог угла.
Ако је нека тачка из унутрашње области угла једнако удаљена од кракова тог угла, онда та тачка обавезно припада симетрали тог угла.
Ако желимо да пронађемо тачку на мапи која је потпуно једнако удаљена од два пута који се секу, та тачка мора да се налази на симетрали угла који та два пута образују.
Да ли тачка \( M \), која се налази у унутрашњости угла \( pOq \), припада симетрали тог угла ако је њено растојање од крака \( p \) једнако \( 4\text{ cm} \), а растојање од крака \( q \) једнако \( 5\text{ cm} \)?
Одговор: Не припада. Да би тачка припадала симетрали угла, њено растојање од оба крака мора бити једнако (нпр. \( 4\text{ cm} \) од оба крака).
Ако изаберемо произвољну тачку \( S \) на симетрали угла и означимо њено растојање од кракова са \( r \), можемо нацртати кружницу \( k(S, r) \). За ову кружницу кажемо да је уписана у угао.
Краци угла представљају тангенте на ову кружницу, јер је додирују у тачно једној тачки, а полупречник кружнице је нормалан на крак угла у тачки додира.
Кружница чији је центар S на симетрали угла. Кружница додирује оба крака угла, а полупречници повучени до тачака додира су под правим углом у односу на краке.
Центар кружнице која додирује оба крака неког угла налази се на удаљености \( d \) од темена угла. На којој правој (или полуправој) се налази тај центар?
Пошто кружница додирује оба крака, њен центар је једнако удаљен од оба крака (удаљеност је једнака полупречнику кружнице). Према теореми, центар се налази на симетрали тог угла.

Задаци за вежбање

Лаки ниво: Полуправа \( Os \) је симетрала угла \( \angle pOq \). Ако је угао \( \angle pOs = 28^\circ \), колика је мера целог угла \( \angle pOq \)?
Симетрала дели цео угао на два једнака дела, па је цео угао дупло већи од једне његове половине.
\( \angle pOq = 2 \cdot 28^\circ = 56^\circ \)
Одговор: Мера угла је \( 56^\circ \).
Средњи ниво: Дат је угао \( \angle aOb = 120^\circ \). Конструисана је његова симетрала \( s \), а затим је конструисана симетрала \( s_1 \) угла који гради полуправа \( s \) са краком \( a \). Израчунај меру угла између симетрале \( s_1 \) и крака \( b \).
1. Симетрала \( s \) дели \( 120^\circ \) на два угла од по \( 60^\circ \).
2. Симетрала \( s_1 \) дели угао од \( 60^\circ \) (између \( s \) и \( a \)) на два угла од по \( 30^\circ \).
3. Угао између \( s_1 \) и крака \( b \) састоји се од угла између \( s_1 \) и \( s \) (\( 30^\circ \)) и угла између \( s \) и \( b \) (\( 60^\circ \)).
\( 30^\circ + 60^\circ = 90^\circ \)
Одговор: Мера траженог угла је \( 90^\circ \).
Тешки ниво: Дат је угао \( \angle pOq = 140^\circ \). У његовој унутрашњости налази се тачка \( T \) која је на истом растојању од праве на којој се налази крак \( p \) и праве на којој се налази крак \( q \). Колики угао гради права \( OT \) са краком \( q \)?
Пошто је тачка \( T \) једнако удаљена од оба крака угла, она по правилу мора припадати симетрали тог угла.
То значи да полуправа \( OT \) представља симетралу угла \( \angle pOq \).
Симетрала дели угао на два једнака дела, па права \( OT \) са било којим краком (укључујући и \( q \)) гради половину укупног угла.
\( 140^\circ : 2 = 70^\circ \)
Одговор: Права \( OT \) са краком \( q \) гради угао од \( 70^\circ \).

Савладај
домаћи
уз хиљаде решења, лекција и тестова: