Корице уџбеника

37. Конструкција Паралелограма

Изабери решење задатка:

Задатак 2

Кратко решење

Дате су тачке: \( M_1(A, 5) \), \( M_2(D, 4) \), \( M_3(D, 2) \). Нека је \( X(x, y) \) четврто теме паралелограма. Постоје три могућа решења: 1) \( \vec{M_1X_1} = \vec{M_2M_3} \) Померај \( M_2 \rightarrow M_3 \) је \( (0, -2) \). \( X_1 = (A, 5 - 2) = (A, 3) \) 2) \( \vec{M_1X_2} = \vec{M_3M_2} \) Померај \( M_3 \rightarrow M_2 \) је \( (0, 2) \). \( X_2 = (A, 5 + 2) = (A, 7) \) 3) \( \vec{M_2X_3} = \vec{M_1M_3} \) (Тачка \( M_1 \) је наспрам \( X_3 \)) Померај \( M_1 \rightarrow M_3 \) је \( (3 \text{ десно}, 3 \text{ доле}) \). Међутим, тачније посматрано преко векторског збира \( X_3 = M_2 + M_3 - M_1 \): Колона: \( D + D - A \rightarrow 4 + 4 - 1 = 7 \) (Колона \( G \)) Ред: \( 4 + 2 - 5 = 1 \) \( X_3 = (G, 1) \) Локације су: \( A3, A7, G1 \).

Детаљно решење

Да бисмо одредили све могуће позиције четвртог жетона, морамо анализирати тренутне позиције три дата жетона и применити својства паралелограма (наспрамне странице су паралелне и једнаке).

Корак 1: Анализа датих тачака

Центри жетона су постављени на следеће координате: - Тачка \( A \): \( (A, 5) \) - Тачка \( B \): \( (D, 4) \) - Тачка \( C \): \( (D, 2) \) Између тачака \( (D, 4) \) и \( (D, 2) \) растојање је тачно \( 2 \) поља дуж вертикалне линије \( D \). Ова дуж може бити или страница или дијагонала будућег паралелограма.

Корак 2: Прва опција - четврто теме \( X_1 \) наспрам тачке \( C \)

Ако су \( AB \) и \( CX_1 \) наспрамне странице, тада \( AX_1 \) мора бити паралелна и једнака са \( BC \). Дуж \( BC \) спаја \( (D, 4) \) и \( (D, 2) \), што је померај од \( 2 \) поља наниже. Применимо исти померај из тачке \( A(A, 5) \): \( (A, 5 - 2) = (A, 3) \) Дакле, прва позиција је A3.

Корак 3: Друга опција - четврто теме \( X_2 \) наспрам тачке \( B \)

Ако су \( AC \) и \( BX_2 \) наспрамне странице, тада \( AX_2 \) мора бити паралелна и једнака са \( CB \). Дуж \( CB \) спаја \( (D, 2) \) и \( (D, 4) \), што је померај од \( 2 \) поља навише. Применимо исти померај из тачке \( A(A, 5) \): \( (A, 5 + 2) = (A, 7) \) Дакле, друга позиција је A7.

Корак 4: Трећа опција - четврто теме \( X_3 \) наспрам тачке \( A \)

У овом случају, дуж \( BC \) је дијагонала, а \( AX_3 \) је друга дијагонала. Наспрамне странице морају бити паралелне и једнаке. Посматрајмо померај од \( A(A, 5) \) до \( B(D, 4) \): то су \( 3 \) поља десно (од \( A \) до \( D \)) и \( 1 \) поље доле. Да би \( X_3C \) било паралелно и једнако \( AB \), морамо применити исти померај уназад од тачке \( C(D, 2) \) или директно израчунати позицију тако да је \( \vec{BC} = \vec{AX_3} \) не важи, већ \( \vec{AB} = \vec{X_3C} \). Померај од \( B(D, 4) \) до \( A(A, 5) \) је \( 3 \) поља лево и \( 1 \) поље горе. Применимо то на тачку \( C(D, 2) \): - Хоризонтално: \( D \) померено за \( 3 \) места улево је колона G (ако идемо у другом смеру) или колона G није решење већ морамо ићи десно од \( D \) за \( 3 \) места. Померај од \( A \) до \( D \) је \( +3 \). Да би \( BC \) и \( AX_3 \) били делови паралелограма где је \( A \) наспрам \( X_3 \), користимо векторско сабирање: \( X_3 = B + C - A \). Колона: \( D(4) + D(4) - A(1) = 4 + 4 - 1 = 7 \) (што је колона G). Ред: \( 4 + 2 - 5 = 1 \). Дакле, трећа позиција је G1. Провера за G1: од A5 до D4 је (3 десно, 1 доле). Од D2 до G1 је такође (3 десно, 1 доле). Странице су паралелне и једнаке.

Кратак запис решења:

Тачке: \( A5, D4, D2 \). 1) \( X_1 \): Наспрам \( D2 \). Померај \( D4 \rightarrow D2 \) је \( -2 \) реда. \( A(5-2) = A3 \). 2) \( X_2 \): Наспрам \( D4 \). Померај \( D2 \rightarrow D4 \) је \( +2 \) реда. \( A(5+2) = A7 \). 3) \( X_3 \): Наспрам \( A5 \). Померај \( A5 \rightarrow D4 \) је \( +3 \) колоне, \( -1 \) ред. Примени на \( D2 \): \( D+3=G \), \( 2-1=1 \). Позиција: \( G1 \). Решења: \( A3, A7, G1 \).

Најважније из лекције

Конструкција паралелограма се најчешће своди на издвајање и конструкцију основног троугла (користећи ставове СУС, ССС, или ССУ за правоугли троугао код висина), након чега се одређује четврто теме.

Пример одређивања четвртог темена: Ако имамо конструисан троугао \( ABD \), теме \( C \) добијамо у пресеку лукова кружница из темена \( B \) (полупречника \( AD \)) и темена \( D \) (полупречника \( AB \)).

Специфични паралелограми: Конструкције ромба и квадрата се знатно поједностављују коришћењем чињенице да се њихове дијагонале секу под правим углом и међусобно се полове.
Када су дате три неколинеарне тачке, постоје три тачке од којих свака са датим тачкама може образовати паралелограм. Међутим, четврто теме је јединствено одређено када се зна тачно наспрам које тачке треба да се налази (нпр. ако конструишемо паралелограм \( ABCD \), знамо да је теме \( C \) наспрам темена \( A \)).
Четврто теме \( C \) (када су позната темена \( A, B, D \)) може се конструисати на више начина:
Пресек правих: Конструисањем праве кроз \( D \) паралелне са \( AB \) и праве кроз \( B \) паралелне са \( AD \). Теме \( C \) је њихов пресек.
Пренос дужи: Конструисањем праве кроз \( D \) паралелне са \( AB \), а затим преношењем дужине \( AB \) на ту праву (тако да је \( DC = AB \)).
Пресек кружница: Пресеком кружница \( k(B, AD) \) и \( k(D, AB) \), чиме се обезбеђује да су наспрамне странице једнаке.
Централна симетрија: Коришћењем особине да се дијагонале паралелограма полове. Теме \( C \) је централносиметрично темену \( A \) у односу на средиште дијагонале \( BD \).
Ако су познате суседне странице паралелограма и угао између њих (нпр. \( 3 \text{ cm} \), \( 4 \text{ cm} \) и угао од \( 30^\circ \)), који троугао прво конструишемо?
Одговор: Прво конструишемо троугао који чине те две странице и дијагонала помоћу правила СУС (страница-угао-страница). Након тога одређујемо четврто теме паралелограма неком од наведених метода.
Висина паралелограма је дуж чија је једна крајња тачка теме паралелограма, а друга подножје нормале на праву која је одређена једном од страница која не садржи то теме.
Две суседне странице паралелограма се најчешће означавају са \( a \) и \( b \). Висину нормалну на страницу \( a \) обележавамо са \( h_a \), а висину нормалну на страницу \( b \) са \( h_b \).
Скица паралелограма ABCD на којој су из темена D спуштене нормале на страницу AB (висина h_a) и на страницу BC (висина h_b).
Свака висина једнака је растојању између паралелних правих на којима се налазе одговарајуће наспрамне странице паралелограма.
Ако конструишемо паралелограм где су познате странице \( a \), \( b \) и висина \( h_a \), шта је први корак?
Одговор: Први корак је конструкција правоуглог троугла чија је катета висина \( h_a \), а хипотенуза страница \( b \) (користећи став ССУ за правоугли троугао). Овим добијамо два темена паралелограма и правац основице \( a \).
Приликом конструкције ових специфичних паралелограма, често се ослањамо на особине њихових дијагонала.
Дијагонале ромба и квадрата су међусобно нормалне и полове се.
Конструкција ромба на основу дијагонала: Ако су дате дијагонале \( d_1 \) и \( d_2 \), конструишемо једну дијагоналу, затим њену симетралу (нормалу кроз средиште). На симетрали, са обе стране средишта, одмеримо половину дужине друге дијагонале. Добијене 4 тачке су темена ромба.
Квадрат је уписан у кружницу ако су сва његова темена на кружници. Квадрат је описан око кружнице ако све његове странице додирују кружницу.

Задаци за вежбање

Лак: Да би се конструисао паралелограм \( ABCD \), прво је конструисан троугао \( ABC \). Познате су странице \( a = 6 \text{ cm} \), \( b = 4 \text{ cm} \) и дијагонала \( d = 8 \text{ cm} \). На основу ког правила (става о подударности) је могуће конструисати овај почетни троугао?
Одговор: На основу правила ССС (страница-страница-страница), јер су познате све три странице тог троугла (\( a \), \( b \) и дијагонала \( d \)).
Средњи: Опишите како ћете конструисати квадрат ако је дата само дужина његове дијагонале \( d = 5 \text{ cm} \).
Одговор:
  1. Нацртамо дуж \( AC = 5 \text{ cm} \).
  2. Конструишемо симетралу дужи \( AC \), чиме добијамо средиште \( S \) и праву нормалну на \( AC \).
  3. Из тачке \( S \), на симетрали одмеримо \( 2,5 \text{ cm} \) (половину дијагонале) са једне и са друге стране. Те тачке су темена \( B \) и \( D \).
  4. Спојимо тачке \( A, B, C, D \).
Тежак: Конструише се паралелограм \( ABCD \) чија је страница \( a = 7 \text{ cm} \), страница \( b = 5 \text{ cm} \), а висина која одговара страници \( a \) износи \( h_a = 4 \text{ cm} \). Који правоугли троугао се први конструише и које су дужине његових познатих страница?
Одговор: Прво се конструише правоугли троугао \( AD'D \) (где је \( D' \) подножје нормале из темена \( D \) на страницу \( a \)). Познате странице овог правоуглог троугла су катета (висина \( h_a = 4 \text{ cm} \)) и хипотенуза (страница \( b = 5 \text{ cm} \)).

Савладај
домаћи
уз хиљаде решења, лекција и тестова: