Корице уџбеника

7.4. Конструкција Нормале

Изабери решење задатка:

Задатак 3

Кратко решење

1) Нацртамо праву \( p \) и тачку \( P \in p \). 2) Конструкција нормале \( n \): \( k(P, r_1) \cap p = \{B, C\} \) \( k_1(B, r_2) \cap k_2(C, r_2) = \{D\}, \quad r_2 > \frac{1}{2}BC \) \( n = Op(P, D) \implies n \perp p \) 3) Одређивање тачака на растојању \( 4\text{ cm} \): \( r = 4\text{ cm} \) \( k(P, 4\text{ cm}) \cap n = \{M, N\} \) \( PM = PN = 4\text{ cm} \)

Детаљно решење

Корак 1: Цртање праве \( p \) и тачке \( P \)


1. Нацртати хоризонталну праву \( p \). Означити тачку \( P \) у центру ове праве. 2. Са центром у тачки \( P \), нацртати кружни лук (произвољног полупречника) који сече праву \( p \) у две тачке: тачка \( B \) лево од \( P \) и тачка \( C \) десно од \( P \). Осигурати да је дужина \( PB \) једнака дужини \( PC \). Овај лук треба да буде видљив као конструкциони елемент. 3. Из тачке \( B \) као центра, нацртати кружни лук изнад праве \( p \) са полупречником већим од половине дужине \( BC \). Из тачке \( C \) као центра, нацртати други кружни лук изнад праве \( p \) са истим полупречником. Означити пресечну тачку ова два лука као \( D \). Ови лукови треба да буду видљиви као конструкциони елементи. 4. Повући праву \( n \) која пролази кроз тачке \( P \) и \( D \). Ова права \( n \) је нормална на праву \( p \) у тачки \( P \). 5. Са центром у тачки \( P \), нацртати два кружна лука на правој \( n \). Ови лукови треба да имају полупречник који представља растојање од \( 4\text{ cm} \) (пропорционално размери цртежа). Означити тачке пресека ових лукова са правом \( n \) као \( M_1 \) (изнад тачке \( P \)) и \( M_2 \) (испод тачке \( P \)). Јасно назначити да је дужина \( PM_1 = PM_2 = 4\text{ cm} \).
За почетак, лењиром цртамо праву \( p \) и на њој бирамо произвољну тачку \( P \). Ова тачка ће бити место где ћемо конструисати нормалу.

Корак 2: Конструкција помоћних тачака за нормалу


Узми шестар и постави иглу у тачку \( P \). Опиши кружни лук произвољног полупречника тако да сече праву \( p \) на две стране. Тачке пресека обележи са \( B \) и \( C \).
Да бисмо конструисали нормалу, морамо прво одредити две тачке на правој \( p \) које су подједнако удаљене од \( P \). Ово радимо шестаром, чиме добијамо дуж \( BC \) чије је средиште тачка \( P \).

Корак 3: Конструкција нормале \( n \)


Повећај отвор шестара тако да буде већи од \( PB \). Постави иглу у тачку \( B \) и опиши лук изнад праве. Са истим отвором шестара, постави иглу у тачку \( C \) и опиши лук који сече претходни. Тачку пресека лукова обележи са \( D \). Повуци праву кроз тачке \( P \) и \( D \) и обележи је са \( n \).
Нормала на праву \( p \) у тачки \( P \) је заправо симетрала дужи \( BC \). Проналажењем тачке \( D \) која је једнако удаљена од \( B \) и \( C \), и спајањем те тачке са \( P \), добијамо праву \( n \) која заклапа угао од \( 90^\circ \) са правом \( p \).

Корак 4: Одређивање тачака на растојању \( 4\text{ cm} \)


Помоћу лењира одмери отвор шестара од тачно \( 4\text{ cm} \). Постави иглу шестара у тачку \( P \) и опиши кружницу \( k \) која сече нормалу \( n \). Тачке у којима кружница сече нормалу обележи са \( M \) и \( N \).
Растојање од \( 4\text{ cm} \) од тачке \( P \) представљају све тачке које леже на кружници са центром у \( P \) и полупречником \( r = 4\text{ cm} \). Пошто тражимо тачке које припадају правој \( n \), то ће бити тачно две тачке (једна "изнад" и једна "испод" праве \( p \)).

Закључак

Конструисана права \( n \) је нормална на \( p \) у тачки \( P \). Тачке \( M \) и \( N \) су једине две тачке на тој правој које су од тачке \( P \) удаљене тачно \( 4\text{ cm} \).

Кратак запис решења:

\( P \in p \) \( n \perp p, P \in n \) \( r = 4\text{ cm} \) \( k(P, 4\text{ cm}) \cap n = \{M, N\} \) \( d(P, M) = 4\text{ cm}, d(P, N) = 4\text{ cm} \)

Најважније из лекције

  • Нормала је права која сече другу праву под углом од \( 90^\circ \).
  • Конструкција се врши помоћу лењира и шестара.
  • Основна идеја конструкције јесте проналажење двеју тачака на датој правој које су подједнако удаљене од почетне тачке, а затим конструисање симетрале тако добијене дужи.
  • Пресечна тачка нормале и дате праве назива се подножје нормале.
Две праве су нормалне (управне) једна на другу ако се секу под правим углом.
Две међусобно нормалне праве, p и q, које се секу у централној тачки. Права p је хоризонтално оријентисана, а права q вертикално оријентисана. У њиховом пресеку, у квадранту формираном од позитивних смерова праве p и праве q (односно, у горњем десном квадранту), приказан је стандардни симбол за прав угао (мали квадрат).
Геометријска конструкција нормале на дату праву кроз дату тачку изводи се искључиво помоћу лењира и шестара.
Када се тачка \( A \) налази на правој \( p \), циљ је конструисати праву која пролази кроз \( A \) и нормална је на \( p \). Поступак се своди на конструисање симетрале дужи.
Постави иглу шестара у тачку \( A \). Не мењајући отвор шестара, конструиши два лука лево и десно од тачке \( A \) тако да секу праву \( p \). Те тачке пресека означи са \( B \) и \( C \). (Сада важи да је \( AB = AC \)).
Из тачака \( B \) и \( C \) конструиши лукове једнаких полупречника. Полупречник мора бити већи од половине дужи \( BC \). Тачку у којој се ови лукови секу (изнад или испод праве) означи словом \( D \).
Помоћу лењира нацртај праву која пролази кроз тачке \( A \) и \( D \). Та права је тражена нормала.
На хоризонталној правој p налазе се тачке B, A и C, распоређене тако да је тачка A средишња тачка дужи BC, што значи да је AB = AC. Изнад праве p, тачка D је формирана као пресек два кружна лука једнаких полупречника; један лук је центриран у тачки B, а други у тачки C, при чему је полупречник већи од половине дужи BC. Права која пролази кроз тачке D и A је вертикална, нормална на праву p, и њен прав угао у тачки A треба бити јасно обележен.
Када се тачка \( P \) налази ван праве \( p \), нормалу конструишемо спуштањем из те тачке на праву.
Подеси шестар тако да му отвор буде већи од најкраћег растојања тачке \( P \) до праве \( p \).
Забоди иглу шестара у тачку \( P \) и конструиши кружни лук који ће пресећи праву \( p \) у двема тачкама. Означи те тачке са \( B \) и \( C \).
Из тачака \( B \) и \( C \) конструиши лукове једнаких полупречника (дужих од половине дужи \( BC \)) тако да се секу. Тачку њиховог пресека означи словом \( D \). (Најпрактичније је да се тачка \( D \) налази са супротне стране праве у односу на тачку \( P \)).
Помоћу лењира нацртај праву \( n \) која пролази кроз тачке \( P \) и \( D \). То је тражена нормала.
Права p испод које се налази тачка D, а изнад ње тачка P. Из тачке P нацртан је велики лук који сече праву p у тачкама B и C. Права пролази кроз P и D и нормална је на p.
Подножје нормале: Тачка пресека конструисане нормалне праве и почетне праве. Обично се обележава словом \( N \).

Задаци за вежбање

Лак: Какав угао образују две праве ако кажемо да су оне међусобно нормалне? Како се тај угао обележава?
Две праве које су нормалне образују прав угао (угао од \( 90^\circ \)). Обично се у пресеку правих обележава малим квадратом са тачком у средини или само луком са тачком.
Средњи: Приликом конструисања нормале из тачке \( P \) која се налази ван праве \( p \), шта ће се догодити уколико је отвор шестара мањи од растојања тачке \( P \) до праве \( p \)?
Ако је отвор шестара премали (мањи од растојања до праве), кружни лук неће додирнути нити пресећи праву \( p \). Због тога нећемо моћи да одредимо помоћне тачке \( B \) и \( C \), па ће конструкција бити немогућа. Отвор шестара увек мора бити већи од тог растојања.
Тежак: Зашто је при одређивању тачке \( D \) (и када тачка припада правој и када не припада) неопходно да отвор шестара из тачака \( B \) и \( C \) буде строго већи од половине дужи \( BC \)?
Уколико би отвор шестара био мањи од половине дужи \( BC \), кружни лукови конструисани из тачака \( B \) и \( C \) се не би додирнули, односно не би имали пресечну тачку. Уколико би отвор био тачно једнак половини дужи \( BC \), лукови би се додирнули у само једној тачки (на самој правој \( p \)), па не бисмо добили нову тачку ван праве неопходну за повлачење нормале.

Савладај
домаћи
уз хиљаде решења, лекција и тестова: