Корице уџбеника

16. Примене Ставова Подударности

Изабери решење задатка:

Задатак 1 (бесплатан)

Кратко решење

Став СУС (Страница–Угао–Страница)

Два троугла су подударна ако су две странице и њима захваћени угао једног троугла једнаки одговарајућим страницама и захваћеном углу другог троугла. \[ AB = A_1B_1, \angle ABC = \angle A_1B_1C_1, BC = B_1C_1 \Rightarrow \Delta ABC \cong \Delta A_1B_1C_1 \]

Став УСУ (Угао–Страница–Угао)

Два троугла су подударна ако су једна страница и два угла налегла на ту страницу једног троугла једнаки одговарајућој страници и налеглим угловима другог троугла. \[ \angle BAC = \angle B_1A_1C_1, AB = A_1B_1, \angle ABC = \angle A_1B_1C_1 \Rightarrow \Delta ABC \cong \Delta A_1B_1C_1 \]

Став ССС (Страница–Страница–Страница)

Два троугла су подударна ако су све три странице једног троугла једнаке одговарајућим страницама другог троугла. \[ AB = A_1B_1, BC = B_1C_1, CA = C_1A_1 \Rightarrow \Delta ABC \cong \Delta A_1B_1C_1 \]

Став ССУ (Страница–Страница–Угао)

Два троугла су подударна ако су две странице и угао наспрам веће од тих страница једног троугла једнаки одговарајућим елементима другог троугла. \[ AB = A_1B_1, AC = A_1C_1, \angle BCA = \angle B_1C_1A_1, AB > AC \Rightarrow \Delta ABC \cong \Delta A_1B_1C_1 \]

Детаљно решење

Корак 1: Формулисање става СУС (Страница - Угао - Страница)

Овај став се односи на троуглове који имају једнаке две одговарајуће странице и угао који те странице граде. Дефиниција: Два троугла су подударна ако су две странице и њима захваћени угао једног троугла једнаки одговарајућим страницама и захваћеном углу другог троугла. \[ \left. \begin{matrix} a = a_1 \\ \gamma = \gamma_1 \\ b = b_1 \end{matrix} \right\} \xrightarrow{СУС} \Delta ABC \cong \Delta A_1B_1C_1 \]

Корак 2: Формулисање става УСУ (Угао - Страница - Угао)

Овај став користимо када познајемо једну страницу и два угла која леже на тој страници. Дефиниција: Два троугла су подударна ако су једна страница и два угла налегла на ту страницу једног троугла једнаки одговарајућој страници и налеглим угловима другог троугла. \[ \left. \begin{matrix} \alpha = \alpha_1 \\ c = c_1 \\ \beta = \beta_1 \end{matrix} \right\} \xrightarrow{УСУ} \Delta ABC \cong \Delta A_1B_1C_1 \]

Корак 3: Формулисање става ССС (Страница - Страница - Страница)

Овај став је најједноставнији за проверу јер захтева само познавање дужина свих страница. Дефиниција: Два троугла су подударна ако су све три странице једног троугла једнаке одговарајућим страницама другог троугла. \[ \left. \begin{matrix} a = a_1 \\ b = b_1 \\ c = c_1 \end{matrix} \right\} \xrightarrow{ССС} \Delta ABC \cong \Delta A_1B_1C_1 \]

Корак 4: Формулисање става ССУ (Страница - Страница - Угао)

Овај став је специфичан јер захтева да угао буде наспрам веће странице. Дефиниција: Два троугла су подударна ако су две странице и угао наспрам веће од њих једног троугла једнаки одговарајућим елементима другог троугла. \[ \left. \begin{matrix} a = a_1 \\ b = b_1 \\ \alpha = \alpha_1 \\ a > b \end{matrix} \right\} \xrightarrow{ССУ} \Delta ABC \cong \Delta A_1B_1C_1 \]

Кратак запис решења:

СУС: Две странице и захваћени угао. УСУ: Страница и два налегла угла. ССС: Све три странице. ССУ: Две странице и угао наспрам веће странице.

Најважније из лекције

  • Математички докази помоћу подударности углавном имају два корака: 1) Доказивање подударности троуглова, 2) Извођење једнакости преосталих елемената.
  • Описана кружница: Центар јој се налази у пресеку симетрала страница троугла.
  • Уписана кружница: Центар јој се налази у пресеку симетрала углова троугла.
  • Тангентне дужи: Дужи од темена до тачке додира са уписаном кружницом рачунају се преко полуобима: \(x = s-a\), \(y = s-b\), \(z = s-c\).
Теорема је математичко тврђење које захтева доказ (детаљно образложење зашто је тврђење тачно).
Докази у којима се користе ставови подударности (СУС, УСУ, ССС, ССУ) најчешће се састоје из два дела:
Уочавамо једнакости три пара одговарајућих елемената (страница и углова) и доказујемо подударност два троугла на основу неког од ставова.
Из већ доказане подударности изводимо закључак да су и преостали одговарајући парови страница и углова једнаки, као и последице тих једнакости.
Централна симетрија: Тачка \(A_1\) је симетрична тачки \(A\) у односу на центар симетрије \(O\) ако је \(O\) средиште дужи \(AA_1\).
Ако тачке \(A\), \(B\) и \(O\) нису колинеарне и ако су \(A_1\) и \(B_1\) симетричне тачкама \(A\) и \(B\) у односу на тачку \(O\), тада важи:
1) \(AB = A_1B_1\)
2) \(AB \parallel A_1B_1\).

Осна симетрија: Тачка \(A_1\) је симетрична тачки \(A\) у односу на праву \(s\) (осу) ако припада нормали из \(A\) на \(s\) и једнако је удаљена од праве \(s\) као и тачка \(A\).
Ако су тачке \(A\) и \(A_1\) симетричне у односу на осу \(s\), онда је свака тачка на оси \(s\) једнако удаљена од тачака \(A\) и \(A_1\).
Ако тачка припада симетрали дужи, она је једнако удаљена од крајева те дужи (и обрнуто).
Симетрале све три странице троугла секу се у једној тачки. Та тачка је центар описане кружнице тог троугла.
Описана кружница садржи сва три темена троугла, јер је њен центар (пресек симетрала страница) једнако удаљен од свих темена.
Троугао ABC. Конструисати симетрале све три странице троугла. За сваку страницу, симетрала је права која пролази кроз средину странице и нормална је на њу. Означити средине страница AB, BC, CA редом са F, D, E. Симетрале страница повући као испрекидане линије, са ознакама за прав угао на страни и ознакама за једнаке дужине сегмената које симетрала формира. Све три симетрале секу се у тачки О, која је центар описане кружнице. Приказати случај када је тачка О унутар троугла (тј. акутни троугао). Из тачке О повући дужи до темена троугла (OA, OB, OC). Ове дужи представљају полупречнике описане кружнице, па их означити са R и обележити да су једнаке дужине.
Ако конструишеш симетрале само две странице троугла и нађеш њихов пресек, да ли мораш да конструишеш и трећу симетралу да би нашао центар описане кружнице?
Одговор: Не. Пошто се према теореми све три симетрале страница секу у истој тачки, довољно је наћи пресек било које две симетрале. То ће уједно бити центар описане кружнице.
Ако тачка припада симетрали угла, она је једнако удаљена од правих на којима се налазе краци тог угла (и обрнуто).
Симетрале сва три угла троугла секу се у једној тачки. Та тачка је центар уписане кружнице тог троугла.
Уписана кружница додирује све три странице троугла (налази се унутар њега), а њен центар је једнако удаљен од свих страница.
Троугао у ком су конструисане симетрале унутрашњих углова. Оне се секу у тачки S унутар троугла. Из тачке S повучене су нормале на све три странице, које представљају полупречнике уписане кружнице.
Дужи које спајају теме троугла са тачкама у којима уписана кружница додирује странице тог угла називају се тангентне дужи и оне су међусобно једнаке.
Нека је \(s\) полуобим троугла: \(s = \frac{a+b+c}{2}\).
Тангентне дужи из темена \(A, B, C\) износе редом:
\[ x = s - a \] \[ y = s - b \] \[ z = s - c \]
Ако су странице троугла \(a=7\), \(b=5\) и \(c=8\), полуобим је \(s = \frac{7+5+8}{2} = \frac{20}{2} = 10\).
Тангентне дужи из темена \(A\) су дужине \(x = 10 - 7 = 3\).

Задаци за вежбање

Лаки ниво: Повежи појмове. Шта представља пресек симетрала страница, а шта пресек симетрала углова у троуглу?
- Пресек симетрала страница је центар описане кружнице.
- Пресек симетрала углова је центар уписане кружнице.
Средњи ниво: Израчунај дужине тангентних дужи (\(x, y, z\)) на уписану кружницу троугла чије су странице \(a = 9\), \(b = 10\), \(c = 11\).
Прво рачунамо полуобим \(s\):
\(s = \frac{9+10+11}{2} = \frac{30}{2} = 15\)

Затим примењујемо формуле за тангентне дужи:
\(x = s - a = 15 - 9 = 6\)
\(y = s - b = 15 - 10 = 5\)
\(z = s - c = 15 - 11 = 4\)
Одговор: Дужине тангентних дужи су 6, 5 и 4.
Тежи ниво: Докажи да су дијагонале паралелограма половљене својим пресеком (тј. да се секу тачно на средини), користећи ставове подударности и особину централне симетрије.
Нека је \(ABCD\) паралелограм, а \(O\) пресек дијагонала \(AC\) и \(BD\). Посматрајмо \(\Delta ABO\) и \(\Delta CDO\):
- \(AB = CD\) (наспрамне странице паралелограма су једнаке)
- \(\angle BAO = \angle DCO\) (наизменични углови на трансверзали \(AC\))
- \(\angle ABO = \angle CDO\) (наизменични углови на трансверзали \(BD\))

На основу става УСУ, следи \(\Delta ABO \cong \Delta CDO\).
Из подударности следи да је \(AO = CO\) и \(BO = DO\), што значи да је тачка \(O\) средиште дијагонала, односно паралелограм је централносиметрична фигура у односу на пресек дијагонала.

Савладај
домаћи
уз хиљаде решења, лекција и тестова: