Корице уџбеника

14. Конструкција Троугла

Изабери решење задатка:

Задатак 9

Кратко решење

\( AB = c = 3\text{ cm} \) \( \gamma = 75^\circ \) \( \Delta ABC \) је једнакокраки \( \Rightarrow \alpha = \beta \) \( \alpha + \beta + \gamma = 180^\circ \) \( 2\alpha + 75^\circ = 180^\circ \) \( 2\alpha = 180^\circ - 75^\circ = 105^\circ \) \( \alpha = 105^\circ : 2 = 52^\circ 30' \) Упутство за цртање:
1. Нацртати дуж AB дужине 3 cm.
2. Конструисати симетралу дужи AB (права s). Обележити средиште дужи AB са M.
3. У тачки M на симетрали s, конструисати помоћни угао од 37 степени и 30 минута (пола од 75) у односу на симетралу како би се одредио правац крака, или директно конструисати угао од 52 степени и 30 минута у темену A.
4. Најпрецизније: Из било које тачке на симетрали конструисати угао од 75 степени чији су краци симетрични у односу на симетралу, па паралелним померањем доћи до тачака A и B.
5. На цртежу јасно означити темена A, B и C, као и основицу од 3 cm. Конструкција: 1. \( AB = 3\text{ cm} \) 2. \( s \perp AB \), \( M \in s \cap AB \), \( AM = MB \) 3. \( \measuredangle BAC = \alpha = 52^\circ 30' \) 4. \( \{C\} = s \cap AC \) 5. \( \Delta ABC \) је тражени троугао.

Детаљно решење

Анализа

Потребно је конструисати једнакокраки троугао \( \Delta ABC \) чија је основица \( c = 3\text{ cm} \) и угао при врху \( \gamma = 75^\circ \). Пошто је троугао једнакокраки, углови на основици су једнаки (\( \alpha = \beta \)). Збир углова у троуглу је \( 180^\circ \), па можемо израчунати угао на основици: \[ \alpha + \beta + \gamma = 180^\circ \] \[ 2\alpha + 75^\circ = 180^\circ \] \[ 2\alpha = 180^\circ - 75^\circ = 105^\circ \] \[ \alpha = 105^\circ : 2 = 52^\circ 30' \] С обзиром на то да угао од \( 52^\circ 30' \) није лако конструисати директно шестаром и лењиром, користићемо својства симетрале основице. У једнакокраком троуглу, теме \( C \) се налази на симетрали основице \( AB \). Такође, угао између крака и симетрале износи \( \gamma : 2 = 75^\circ : 2 = 37^\circ 30' \). Алтернативно, можемо конструисати помоћни правоугли троугао или искористити чињеницу да је \( \alpha = 52^\circ 30' \), што је \( 45^\circ + 7^\circ 30' \). Најједноставнији начин за прецизну конструкцију је да конструишемо основицу \( AB \), њену симетралу \( s \), а затим из темена \( A \) конструишемо угао \( 90^\circ - 37^\circ 30' = 52^\circ 30' \) према симетрали.
Упутство за цртање: 1. Нацртати дуж AB дужине 3 cm. 2. Конструисати симетралу дужи AB (права s). Обележити средиште дужи AB са M. 3. У тачки M на симетрали s, конструисати помоћни угао од 37 степени и 30 минута (пола од 75) у односу на симетралу како би се одредио правац крака, или директно конструисати угао од 52 степени и 30 минута у темену A. 4. Најпрецизније: Из било које тачке на симетрали конструисати угао од 75 степени чији су краци симетрични у односу на симетралу, па паралелним померањем доћи до тачака A и B. 5. На цртежу јасно означити темена A, B и C, као и основицу од 3 cm.

Конструкција

1. Цртамо дуж \( AB = 3\text{ cm} \). 2. Конструишемо симетралу \( s \) дужи \( AB \). Пресек симетрале и дужи \( AB \) је тачка \( M \). 3. Израчунавамо углове на основици: \( \alpha = \beta = (180^\circ - 75^\circ) : 2 = 52^\circ 30' \). 4. У темену \( A \) конструишемо угао \( \alpha = 52^\circ 30' \) (користећи угломер према упутству из књиге за специфичне углове, или конструкцијом \( 45^\circ + 7^\circ 30' \) шестаром). 5. Пресек крака угла из темена \( A \) и симетрале \( s \) је теме \( C \). 6. Спајамо тачку \( C \) са тачком \( B \). Троугао \( ABC \) је тражени једнакокраки троугао.

Кратак запис решења:

\( c = 3\text{ cm}, \gamma = 75^\circ, \alpha = \beta \) \( 2\alpha + 75^\circ = 180^\circ \Rightarrow \alpha = 52^\circ 30' \) 1. Нацртај \( AB = 3\text{ cm} \). 2. Конструиши симетралу \( s \) дужи \( AB \). 3. Код темена \( A \) нацртај угао \( \alpha = 52^\circ 30' \). 4. Пресек симетрале и крака угла је теме \( C \). 5. Спој \( B \) и \( C \).

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: