Корице уџбеника

14. Конструкција Троугла

Изабери решење задатка:

Задатак 12

Кратко решење

1) \(a = 3\text{ cm}\), \(b = 3,5\text{ cm}\), \(\gamma = 90^\circ\)

Став СУС: 1. Конструишемо угао \(\sphericalangle pCq = 90^\circ\) 2. \(k(C, r = a = 3\text{ cm}) \cap Cp = \{B\}\) 3. \(k(C, r = b = 3,5\text{ cm}) \cap Cq = \{A\}\) 4. \(\Delta ABC\) је тражени троугао. Цртеж за пример 1 треба да садржи:
1. Нацртане дужи a = 3 cm и b = 3,5 cm.
2. Праву p и на њој тачку C.
3. У тачки C конструисану нормалу (угао од 90 степени).
4. На једном краку угла одмерену дуж CB = 3 cm.
5. На другом краку угла одмерену дуж CA = 3,5 cm.
6. Спојена темена A и B.

2) \(c = 5\text{ cm}\), \(\alpha = 30^\circ\), \(\gamma = 90^\circ\)

Став УСУ: \(\beta = 90^\circ - \alpha = 90^\circ - 30^\circ = 60^\circ\) 1. \(AB = c = 5\text{ cm}\) 2. \(\sphericalangle BA p = \alpha = 30^\circ\) 3. \(\sphericalangle AB q = \beta = 60^\circ\) 4. \(Ap \cap Bq = \{C\}\) Цртеж за пример 2 треба да садржи:
1. Дуж c = 5 cm.
2. Конструкцију дужи AB = 5 cm.
3. У темену A конструисан угао од 30 степени.
4. У темену B конструисан угао од 60 степени.
5. Пресек кракова ова два угла је теме C.

3) \(a = 3\text{ cm}\), \(\alpha = 30^\circ\), \(\gamma = 90^\circ\)

Став УСУ: \(\beta = 90^\circ - \alpha = 90^\circ - 30^\circ = 60^\circ\) 1. \(BC = a = 3\text{ cm}\) 2. \(\sphericalangle BC p = \gamma = 90^\circ\) 3. \(\sphericalangle CB q = \beta = 60^\circ\) 4. \(Cp \cap Bq = \{A\}\) Цртеж за пример 3 треба да садржи:
1. Дуж a = 3 cm.
2. Конструкцију дужи BC = 3 cm.
3. У темену C конструисан прав угао (90 степени).
4. У темену B конструисан угао од 60 степени.
5. Пресек кракова је теме A.

4) \(a = 3\text{ cm}\), \(\beta = 37^\circ 30'\), \(\gamma = 90^\circ\)

Став УСУ: \(37^\circ 30' = 75^\circ : 2 = (60^\circ + 15^\circ) : 2\) 1. \(BC = a = 3\text{ cm}\) 2. \(\sphericalangle BC p = \gamma = 90^\circ\) 3. \(\sphericalangle CB q = \beta = 37^\circ 30'\) 4. \(Cp \cap Bq = \{A\}\) Цртеж за пример 4 треба да садржи:
1. Дуж a = 3 cm.
2. Конструкцију угла од 37,5 степени (симетрала угла од 75 степени).
3. Главну конструкцију дужи BC = 3 cm.
4. У темену C прав угао, у темену B угао од 37°30'.
5. Пресек је теме A.

Детаљно решење

1) \(a = 3\text{ cm}\), \(b = 3,5\text{ cm}\), \(\gamma = 90^\circ\)

Анализа

Пошто је троугао правоугли са правим углом у темену \(C\), странице \(a\) и \(b\) су катете. Ове две странице заклапају прав угао (\(\gamma = 90^\circ\)). За конструкцију користимо став СУС (страница-угао-страница).
Цртеж за пример 1 треба да садржи: 1. Нацртане дужи a = 3 cm и b = 3,5 cm. 2. Праву p и на њој тачку C. 3. У тачки C конструисану нормалу (угао од 90 степени). 4. На једном краку угла одмерену дуж CB = 3 cm. 5. На другом краку угла одмерену дуж CA = 3,5 cm. 6. Спојена темена A и B.

Конструкција

1. Конструишемо прав угао са теменом \(C\). 2. На један крак угла шестаром пренесемо дужину \(a = 3\text{ cm}\) и добијемо теме \(B\). 3. На други крак угла шестаром пренесемо дужину \(b = 3,5\text{ cm}\) и добијемо теме \(A\). 4. Спојимо тачке \(A\) и \(B\) да добијемо хипотенузу \(c\).

2) \(c = 5\text{ cm}\), \(\alpha = 30^\circ\), \(\gamma = 90^\circ\)

Анализа

Дати су хипотенуза \(c\) и оштар угао \(\alpha\) уз њу. Пошто је троугао правоугли, збир оштрих углова је \(90^\circ\), па је \(\beta = 90^\circ - 30^\circ = 60^\circ\). Можемо користити став УСУ.
Цртеж за пример 2 треба да садржи: 1. Дуж c = 5 cm. 2. Конструкцију дужи AB = 5 cm. 3. У темену A конструисан угао од 30 степени. 4. У темену B конструисан угао од 60 степени. 5. Пресек кракова ова два угла је теме C.

Конструкција

1. Цртамо дуж \(AB = c = 5\text{ cm}\). 2. У темену \(A\) конструишемо угао \(\alpha = 30^\circ\). 3. Израчунамо \(\beta = 90^\circ - 30^\circ = 60^\circ\) и конструишемо га у темену \(B\). 4. Пресек кракова ова два угла је теме \(C\).

3) \(a = 3\text{ cm}\), \(\alpha = 30^\circ\), \(\gamma = 90^\circ\)

Анализа

Дати су катета \(a\), угао \(\alpha\) наспрам ње и прави угао \(\gamma\) налегли на њу. Трећи угао је \(\beta = 90^\circ - 30^\circ = 60^\circ\). Сада имамо страницу \(a\) и два налегла угла (\(\gamma = 90^\circ\) и \(\beta = 60^\circ\)), па користимо став УСУ.
Цртеж за пример 3 треба да садржи: 1. Дуж a = 3 cm. 2. Конструкцију дужи BC = 3 cm. 3. У темену C конструисан прав угао (90 степени). 4. У темену B конструисан угао од 60 степени. 5. Пресек кракова је теме A.

Конструкција

1. Цртамо дуж \(BC = a = 3\text{ cm}\). 2. У темену \(C\) конструишемо прав угао (\(90^\circ\)). 3. У темену \(B\) конструишемо угао \(\beta = 60^\circ\). 4. Пресек кракова је теме \(A\).

4) \(a = 3\text{ cm}\), \(\beta = 37^\circ 30'\), \(\gamma = 90^\circ\)

Анализа

Дати су катета \(a\), налегли оштар угао \(\beta\) и прави угао \(\gamma\). Угао од \(37^\circ 30'\) конструишемо као половину угла од \(75^\circ\) (\(75^\circ\) је средина између \(60^\circ\) и \(90^\circ\)). Користимо став УСУ.
Цртеж за пример 4 треба да садржи: 1. Дуж a = 3 cm. 2. Конструкцију угла од 37,5 степени (симетрала угла од 75 степени). 3. Главну конструкцију дужи BC = 3 cm. 4. У темену C прав угао, у темену B угао од 37°30'. 5. Пресек је теме A.

Конструкција

1. Цртамо дуж \(BC = a = 3\text{ cm}\). 2. У темену \(C\) конструишемо прав угао. 3. У темену \(B\) конструишемо угао \(\beta = 37^\circ 30'\). 4. Пресек је теме \(A\).

Кратак запис решења:

1) СУС: \(\sphericalangle C=90^\circ\), \(CB=3\), \(CA=3,5\). 2) УСУ: \(AB=5\), \(\alpha=30^\circ\), \(\beta=90^\circ-30^\circ=60^\circ\). 3) УСУ: \(BC=3\), \(\gamma=90^\circ\), \(\beta=90^\circ-30^\circ=60^\circ\). 4) УСУ: \(BC=3\), \(\gamma=90^\circ\), \(\beta=37^\circ 30'\) (симетрала \(75^\circ\)).

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: