Корице уџбеника

16. Примене Ставова Подударности

Изабери решење задатка:

Задатак 6

Кратко решење

1)

Положај бунара треба да буде у пресеку симетрала страница троугла \( ABC \), односно у центру описане кружнице тог троугла. Нека су куће тачке \( A \), \( B \) и \( C \), а бунар тачка \( O \). \( O \in s_{AB} \Rightarrow OA = OB \) \( O \in s_{BC} \Rightarrow OB = OC \) \( OA = OB = OC \)

2)

1. Нацртај три неколинеарне тачке \( A \), \( B \) и \( C \). Повежи их лењиром да добијеш троугао \( ABC \).
2. Конструиши симетралу странице \( AB \):
   - Убоди шестар у тачку \( A \), отвори га више од половине дужи \( AB \) и опиши два лука (изнад и испод дужи).
   - Са истим отвором шестара, убоди у тачку \( B \) и пресеци претходне лукове.
   - Повуци праву кроз пресечне тачке лукова. Ово је симетрала \( s_{AB} \).
3. Конструиши симетралу странице \( BC \):
   - Понови поступак користећи тачке \( B \) и \( C \). Означи ову праву као \( s_{BC} \).
4. Означи тачку пресека симетрала \( s_{AB} \) и \( s_{BC} \) као тачку \( O \). Тачка \( O \) је положај бунара.
5. Опционо: Убоди шестар у тачку \( O \), отвори га до тачке \( A \) и опиши кружницу. Кружница мора проћи кроз све три тачке (\( A \), \( B \) и \( C \)).

Детаљно решење

1) Где на скици треба да означе положај бунара који желе да ископају?

Корак 1: Анализа захтева задатка

Породице желе да бунар буде једнако удаљен од сваке од три куће. Ако куће представимо као тачке \( A \), \( B \) и \( C \), тражимо тачку \( O \) за коју важи \( OA = OB = OC \).

Корак 2: Примена геометријских својстава

Из лекције знамо да је скуп свих тачака једнако удаљених од два темена троугла (нпр. \( A \) и \( B \)) заправо симетрала странице која их спаја (\( s_{AB} \)). Да би тачка била једнако удаљена од сва три темена, она мора бити пресек симетрала свих страница троугла. Та тачка се назива центар описане кружнице троугла. Дакле, положај бунара на скици треба да буде у пресеку симетрала страница троугла \( ABC \).

2) Конструкција тачке која одговара месту на коме треба копати бунар

Корак 3: Цртање почетног положаја кућа

У свесци ћемо нацртати три неколинеарне тачке \( A \), \( B \) и \( C \) које представљају куће породица Акић, Бакић и Цакић. Повезаћемо их лењиром како бисмо формирали троугао \( ABC \).
1. Нацртај три неколинеарне тачке \( A \), \( B \) и \( C \). Повежи их лењиром да добијеш троугао \( ABC \). 2. Конструиши симетралу странице \( AB \): - Убоди шестар у тачку \( A \), отвори га више од половине дужи \( AB \) и опиши два лука (изнад и испод дужи). - Са истим отвором шестара, убоди у тачку \( B \) и пресеци претходне лукове. - Повуци праву кроз пресечне тачке лукова. Ово је симетрала \( s_{AB} \). 3. Конструиши симетралу странице \( BC \): - Понови поступак користећи тачке \( B \) и \( C \). Означи ову праву као \( s_{BC} \). 4. Означи тачку пресека симетрала \( s_{AB} \) и \( s_{BC} \) као тачку \( O \). Тачка \( O \) је положај бунара. 5. Опционо: Убоди шестар у тачку \( O \), отвори га до тачке \( A \) и опиши кружницу. Кружница мора проћи кроз све три тачке (\( A \), \( B \) и \( C \)).

Корак 4: Конструкција симетрала страница

Користећи шестар и лењир, конструисаћемо симетрале две странице (нпр. \( s_{AB} \) и \( s_{BC} \)). Према теореми о симетралама страница троугла, оне се секу у једној тачки која је подједнако удаљена од свих темена.

Корак 5: Означавање решења

Тачка пресека симетрала \( O \) је тражено место за бунар. Пошто је \( O \) центар описане кружнице, удаљеност од бунара до сваке куће је једнака полупречнику те кружнице (\( R = OA = OB = OC \)).

Кратак запис решења:

1) Бунар треба да буде у пресеку симетрала страница троугла \( ABC \) (центар описане кружнице). 2) \( O = s_{AB} \cap s_{BC} \cap s_{AC} \) \( OA = OB = OC = R \)

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: