Корице уџбеника

14. Конструкција Троугла

Изабери решење задатка:

Задатак 10

Кратко решење

1) \(a = 6\text{ cm}\), \(\alpha = 75^\circ\), \(\beta = 60^\circ\)

Збир углова у троуглу је \( \alpha + \beta + \gamma = 180^\circ \). \[ \gamma = 180^\circ - (\alpha + \beta) = 180^\circ - (75^\circ + 60^\circ) = 45^\circ \] Конструкција по ставу УСУ: 1. Конструишемо дуж \( BC = a = 6\text{ cm} \). 2. У темену \( B \) конструишемо угао \( \beta = 60^\circ \). 3. У темену \( C \) конструишемо угао \( \gamma = 45^\circ \). 4. Пресек кракова углова је теме \( A \). Упутство за цртање:
1. Помоћна конструкција углова: нацртати углове од 60, 75 (као 60+15) и 45 степени (као половина од 90).
2. Главна конструкција:
- Нацртати праву и на њој одредити дуж BC дужине 6 cm.
- У темену B конструисати угао од 60 степени.
- У темену C конструисати угао од 45 степени.
- Пресек кракова ова два угла је теме A.
3. Обележити темена A, B и C.

2) \(b = 5\text{ cm}\), \(c = 4\text{ cm}\), \(\gamma = 45^\circ\)

Конструкција по ставу ССУ: 1. Конструишемо угао \( \gamma = 45^\circ \) са теменом \( C \) и крацима \( Cp \) и \( Cq \). 2. На крак \( Cq \) нанесемо дуж \( CA = b = 5\text{ cm} \). 3. Из темена \( A \) опишемо лук полупречника \( c = 4\text{ cm} \). 4. Пресечне тачке лука са краком \( Cp \) су \( B_1 \) и \( B_2 \). Постоје два решења: \( \Delta AB_1C \) и \( \Delta AB_2C \). Упутство за цртање:
1. Нацртати дужи b=5 cm и c=4 cm, као и угао од 45 степени.
2. Главна конструкција:
- Нацртати полуправу Cx. Конструисати угао од 45 степени (угао xCy).
- На краку Cy шестаром нанети дужину b=5 cm и обележити тачку A.
- Из тачке A описати кружницу полупречника c=4 cm.
- Ова кружница ће сећи крак Cx у две тачке, B1 и B2.
- Добијамо два троугла: AB1C и AB2C.
3. Јасно означити обе варијанте темена B.

Детаљно решење

1) \(a = 6\text{ cm}\), \(\alpha = 75^\circ\) и \(\beta = 60^\circ\)

Анализа

У овом случају имамо дату страницу \(a\) (страница \(BC\)), угао \(\beta\) који належе на ту страницу и угао \(\alpha\) који се налази наспрам ње. Да бисмо могли да применимо став УСУ (угао-страница-угао), потребно је да знамо оба угла која належу на страницу \(a\), а то су углови \(\beta\) и \(\gamma\). Трећи угао \(\gamma\) израчунавамо користећи чињеницу да је збир унутрашњих углова у троуглу \(180^\circ\): \[ \gamma = 180^\circ - (\alpha + \beta) = 180^\circ - (75^\circ + 60^\circ) = 180^\circ - 135^\circ = 45^\circ \] Сада када имамо \(a = 6\text{ cm}\), \(\beta = 60^\circ\) и \(\gamma = 45^\circ\), троугао конструишемо према ставу УСУ.
Упутство за цртање: 1. Помоћна конструкција углова: нацртати углове од 60, 75 (као 60+15) и 45 степени (као половина од 90). 2. Главна конструкција: - Нацртати праву и на њој одредити дуж BC дужине 6 cm. - У темену B конструисати угао од 60 степени. - У темену C конструисати угао од 45 степени. - Пресек кракова ова два угла је теме A. 3. Обележити темена A, B и C.

Конструкција

1. Конструишемо дуж \(BC = a = 6\text{ cm}\). 2. У тачки \(B\) конструишемо угао од \(60^\circ\) у односу на дуж \(BC\). 3. У тачки \(C\) конструишемо угао од \(45^\circ\) у односу на дуж \(CB\). 4. Пресечна тачка кракова ова два угла је теме \(A\).

2) \(b = 5\text{ cm}\), \(c = 4\text{ cm}\) и \(\gamma = 45^\circ\)

Анализа

Познате су две странице и угао наспрам мање од њих (\(c < b\), а дат је угао \(\gamma\) наспрам странице \(c\)). Ово је став ССУ. Како је угао дат наспрам мање странице, постоји могућност да задатак има два решења, једно решење или да решења нема. У овом случају, кружни лук ће пресећи крак угла у две тачке, па ћемо имати два могућа троугла која задовољавају услове.
Упутство за цртање: 1. Нацртати дужи b=5 cm и c=4 cm, као и угао од 45 степени. 2. Главна конструкција: - Нацртати полуправу Cx. Конструисати угао од 45 степени (угао xCy). - На краку Cy шестаром нанети дужину b=5 cm и обележити тачку A. - Из тачке A описати кружницу полупречника c=4 cm. - Ова кружница ће сећи крак Cx у две тачке, B1 и B2. - Добијамо два троугла: AB1C и AB2C. 3. Јасно означити обе варијанте темена B.

Конструкција

1. Конструишемо угао \(\gamma = 45^\circ\) са теменом у тачки \(C\). Нека су његови кракови полуправе \(Cp\) и \(Cq\). 2. На краку \(Cq\) шестаром нанесемо дуж \(b = 5\text{ cm}\) почев од тачке \(C\). Тако добијамо теме \(A\). 3. Из темена \(A\) описујемо кружни лук полупречника \(c = 4\text{ cm}\). 4. Овај лук сече крак угла \(Cp\) у две тачке, које означавамо са \(B_1\) и \(B_2\). 5. Спајањем тачке \(A\) са \(B_1\) и \(B_2\) добијамо два троугла који су решења задатка.

Кратак запис решења:

1)

\( \gamma = 180^\circ - (75^\circ + 60^\circ) = 45^\circ \) Став УСУ: Нацртати \( BC = 6\text{ cm} \), у \( B \) угао \( 60^\circ \), у \( C \) угао \( 45^\circ \). Пресек кракова је \( A \).

2)

Став ССУ: Конструисати \( \angle C = 45^\circ \), на краку одредити \( A \) тако да је \( CA = 5\text{ cm} \). Из \( A \) луком \( r = 4\text{ cm} \) пресећи други крак у \( B_1 \) и \( B_2 \) (два решења).

Најважније из лекције

За јединствену конструкцију троугла потребно је знати три његова основна елемента, међу којима је бар једна страница. Постоје четири основна правила:
  • СУС: Познате су две странице и угао између њих.
  • УСУ: Позната је једна страница и оба угла која на њу належу. (Ако су дата два угла и неналегла страница, трећи угао се рачуна преко збира углова од \( 180^\circ \)).
  • ССС: Познате су све три странице. Услов: Збир сваке две мора бити већи од треће.
  • ССУ: Познате су две странице и угао наспрам веће од њих. Напомена: Уколико је угао наспрам мање странице, троугао није јединствено одређен.
Пре почетка конструкције сложенијих фигура, важно је подсетити се како се помоћу шестара и лењира преносе основне мере.
Отвором шестара се узме дужина дате дужи \(AB\), а затим се из одабране тачке на полуправој опише лук. Пресек лука и полуправе одређује пренету дуж.
Из темена датог угла опише се лук који сече оба крака. Исти лук се опише из почетне тачке нове полуправе. Затим се шестаром измери растојање између пресечних тачака на крацима првог угла и та дужина се пренесе на нови лук како би се добио други крак.
Ако су познате дужине две странице троугла и мера угла који оне захватају, троугао је јединствено одређен.
Пример: Конструисати \( \triangle ABC \) ако је \( c = 4 \text{ cm} \), \( b = 3 \text{ cm} \) и \( \alpha = 30^\circ \).
Нацртамо дуж \( AB = 4 \text{ cm} \).
У темену \( A \) конструишемо полуправу тако да са дужи \( AB \) гради угао од \( 30^\circ \).
На тој полуправој шестаром одредимо тачку \( C \) тако да је \( AC = 3 \text{ cm} \).
Шематски приказ СУС конструкције: Нацртана хоризонтална дуж AB. Из темена A конструисан је крак угла под одређеним степеном. На том краку је шестаром означена тачка C. Тачке B и C су спојене.
Ако су познате мере два угла троугла и дужина странице на коју ти углови належу, троугао је потпуно одређен.
Пример: Конструисати \( \triangle ABC \) ако је \( c = 3,5 \text{ cm} \), \( \alpha = 60^\circ \) и \( \beta = 45^\circ \).
Цртамо дуж \( AB \) дужине \( 3,5 \text{ cm} \).
Из темена \( A \) конструишемо полуправу под углом од \( 60^\circ \) у односу на \( AB \).
Из темена \( B \) конструишемо полуправу под углом од \( 45^\circ \) у односу на \( AB \).
Пресек ове две полуправе је теме \( C \).
Шематски приказ УСУ конструкције: Дуж AB са конструисаним угловима у теменима A и B. Краци ових углова се секу у тачки C изнад дужи AB.
Да би конструкција била могућа, мора важити неједнакост троугла: збир дужина сваке две странице мора бити строго већи од дужине треће странице.
Пример: Конструисати \( \triangle ABC \) ако је \( c = 4,5 \text{ cm} \), \( b = 3,5 \text{ cm} \) и \( a = 4 \text{ cm} \).
Нацртамо дуж \( AB = c = 4,5 \text{ cm} \).
Из темена \( A \) опишемо лук полупречника \( b = 3,5 \text{ cm} \).
Из темена \( B \) опишемо лук полупречника \( a = 4 \text{ cm} \).
Пресечна тачка ова два лука је теме \( C \).
Ако су познате две странице троугла и угао наспрам веће од њих, троугао је јединствено одређен.
Пример: Конструисати \( \triangle ABC \) ако је \( c = 4 \text{ cm} \), \( a = 5 \text{ cm} \) и \( \alpha = 120^\circ \).
Нацртамо краћу од датих дужи, \( AB = 4 \text{ cm} \).
Из темена \( A \) конструишемо полуправу под углом од \( 120^\circ \).
Из темена \( B \) шестаром опишемо лук полупречника једнаког већој страници (\( a = 5 \text{ cm} \)).
Пресек овог лука и полуправе угла је теме \( C \).
Ако је дат угао наспрам мање од две задате странице, лук може сећи крак угла у две тачке. То значи да задатак може имати два решења (два различита троугла задовољавају услове), или да нема ниједно ако је лук прекратак да досегне крак угла.

Задаци за вежбање

Лак: Да ли је могуће конструисати троугао (ССС) чије су странице дужина \( 2 \text{ cm} \), \( 4 \text{ cm} \) и \( 9 \text{ cm} \)?
Да би троугао постојао, збир две најкраће странице мора бити већи од најдуже (неједнакост троугла).
\( 2 + 4 = 6 \)
Пошто је \( 6 < 9 \), неједнакост не важи.
Одговор: Није могуће конструисати такав троугао.
Средњи: Желимо да конструишемо \( \triangle ABC \) помоћу странице \( c = 5 \text{ cm} \) и два угла: \( \alpha = 40^\circ \) и \( \gamma = 100^\circ \). Који је први рачунски корак пре цртања?
За конструкцију на основу странице потребно је да знамо оба угла која на њу належу (УСУ конструкција). Пошто су дати угао \( \alpha \) (који належе) и \( \gamma \) (који је наспраман), морамо израчунати други налегли угао, \( \beta \).
Збир углова у троуглу је \( 180^\circ \).
\( \beta = 180^\circ - (40^\circ + 100^\circ) = 180^\circ - 140^\circ = 40^\circ \)
Одговор: Први корак је израчунавање угла \( \beta \), након чега се ради стандардна УСУ конструкција са \( c = 5 \text{ cm} \), \( \alpha = 40^\circ \) и \( \beta = 40^\circ \).
Тежак: Дата је дуж \( AB = 6 \text{ cm} \), страница \( BC = 4 \text{ cm} \) и угао \( \sphericalangle CAB = 30^\circ \). Да ли ова конструкција јединствено одређује један троугао? Објасни одговор.
У овом задатку дате су две странице (\( c = 6 \text{ cm} \), \( a = 4 \text{ cm} \)) и угао \( \alpha = 30^\circ \).
Угао \( \alpha \) налази се наспрам странице \( a \). Пошто је \( a < c \) (\( 4 \text{ cm} < 6 \text{ cm} \)), дати угао се налази наспрам мање од две дате странице.
Ово је случај где лук полупречника \( 4 \text{ cm} \) из темена \( B \) може сећи крак угла од \( 30^\circ \) у две различите тачке.
Одговор: Не, конструкција није јединствена. Задатак највероватније има два различита решења (два различита троугла).

Савладај
домаћи
уз хиљаде решења, лекција и тестова: