Изабери решење задатка:

Задатак 1 (бесплатан)

Кратко решење

Из темена \( O \) оштрог угла \( \angle pOq \) шестаром отвора \( r \) нацртамо лук који сече крак \( p \) у \( A \) и крак \( q \) у \( B \) (значи \( OA = OB \)). Затим истим (или произвољним већим од \( \tfrac{1}{2}AB \)) отвором из \( A \) и из \( B \) нацртамо два лука који се секу у тачки \( S \) унутар угла. Полуправа \( Os \) је симетрала: због \( OA=OB \), \( AS=BS \) и заједничке странице \( OS \) троуглови \( \triangle OAS \) и \( \triangle OBS \) су подударни по ставу \( ССС \), па је \( \angle pOs = \angle sOq \). За \( \angle pOq = 50^\circ \) следи \( \angle pOs=\angle sOq=25^\circ \).

Детаљно решење

Шта треба урадити

Прво лењиром нацртамо оштар угао \( \angle pOq \) (произвољан угао мањи од \( 90^\circ \); ради одређености узмимо \( \angle pOq = 50^\circ \)) са теменом \( O \) и крацима \( p \) и \( q \). Затим само шестаром и лењиром (без угломера) конструишемо његову симетралу — полуправу \( Os \) која дели угао на два једнака дела.

1. корак — лук из темена

Шестар забодемо у теме \( O \) и произвољним отвором \( r \) нацртамо лук који сече крак \( p \) у тачки \( A \), а крак \( q \) у тачки \( B \). Пошто су обе тачке на истом луку из \( O \), важи \( OA = OB = r \).

2. корак — лукови из \( A \) и \( B \)

Не мењајући отвор шестара (или узимајући било који отвор већи од \( \tfrac{1}{2}AB \)), забодемо шестар у \( A \) и нацртамо лук у унутрашњости угла, а затим истим отвором из \( B \) нацртамо други лук. Ова два лука секу се у једној тачки \( S \) унутар угла, при чему је \( AS = BS \).

3. корак — цртање симетрале

Лењиром повучемо полуправу кроз тачке \( O \) и \( S \). Права \( Os \) је тражена симетрала угла \( \angle pOq \).

Зашто је \( Os \) заиста симетрала

Посматрајмо троуглове \( \triangle OAS \) и \( \triangle OBS \). Важи: \( OA = OB \) (обе тачке на луку полупречника \( r \) из \( O \)),
\( AS = BS \) (обе тачке на луковима истог отвора из \( A \) и из \( B \)),
\( OS = OS \) (заједничка страница). Дакле, троуглови су подударни по ставу \( ССС \) (странице \( O A, AS, OS \) једнаке су редом страницама \( OB, BS, OS \)). Из подударности следи једнакост одговарајућих углова код темена \( O \): \[ \angle pOs = \angle sOq. \] Према томе, полуправа \( Os \) дели угао \( \angle pOq \) на два једнака угла, што значи да је она његова симетрала. За изабрани \( \angle pOq = 50^\circ \) добија се \( \angle pOs = \angle sOq = 25^\circ \). (Напомена: пошто је тачка \( S \) добијена као пресек лукова једнаких отвора из \( A \) и \( B \), она је једнако удаљена од оба крака угла — управо то је карактеристично својство сваке тачке симетрале угла.)

Кратак запис решења:

Лук из \( O \) сече крака у \( A \) и \( B \) (\( OA=OB \)); лукови једнаког отвора из \( A \) и \( B \) секу се у \( S \); полуправа \( Os \) је симетрала угла \( \angle pOq \) (\( \angle pOs=\angle sOq \)) — доказ ставом \( ССС \).

Најважније из лекције

Геометријска конструкција је цртање фигуре само лењиром и шестаром. Основни угао је \( 60^\circ \) (из једнакостраничног троугла), а прав угао \( 90^\circ \) добијамо као симетралу опруженог угла од \( 180^\circ \). Полутирањем (симетралом) добијамо \( 30^\circ = \tfrac{60^\circ}{2} \) и \( 15^\circ = \tfrac{30^\circ}{2} \). Наношењем углова један до другог или један преко другог конструишемо њихов збир и разлику, нпр. \( 120^\circ = 60^\circ + 60^\circ \), \( 45^\circ = 60^\circ - 15^\circ \), \( 75^\circ = 60^\circ + 15^\circ \). Не може се конструисати сваки угао (нпр. \( 20^\circ \)); за такве углове користи се угломер.
Геометријска конструкција јесте цртање геометријске фигуре само помоћу лењира (неозначеног, без подеоке) и шестара. Лењиром цртамо праве и полуправе, а шестаром кружне лукове и кружнице.
Помоћу лењира и шестара не може се конструисати сваки угао. На пример, угао мере \( 20^\circ \) није могуће конструисати само лењиром и шестаром. За такве углове користи се угломер (котирани полукруг за мерење и цртање углова).
Угао од \( 60^\circ \) добијамо из једнакостраничног троугла, чији су сви углови једнаки \( 60^\circ \).
Кораци конструкције:
  • Нацртамо полуправу \( Op \).
  • Шестаром из центра \( O \) произвољним полупречником нацртамо лук; пресек лука и полуправе означимо са \( A \).
  • Истим полупречником из центра \( A \) нацртамо лук; пресек тог и претходног лука означимо са \( B \).
  • Повучемо полуправу \( Oq \) кроз тачку \( B \). Угао \( pOq \) има меру \( 60^\circ \), јер је троугао \( AOB \) једнакостраничан \( (OA = AB = OB) \).
Конструкција угла од 60 степени: полуправа Op са тачком A, лук из O и лук из A који се секу у тачки B, и полуправа Oq кроз B. Троугао AOB је једнакостраничан, а угао pOq мере 60 степени.
Симетрала угла је полуправа која садржи теме угла и дели тај угао на два једнака дела.
Опружен угао има меру \( 180^\circ \). Пошто је \( 90^\circ \) половина од \( 180^\circ \), прав угао добијамо тако што конструишемо симетралу опруженог угла.
Кораци конструкције угла од \( 90^\circ \):
  • Нацртамо опружен угао \( pOq \) (праву са теменом \( O \)), чија је мера \( 180^\circ \).
  • Конструишемо симетралу \( s \) тог угла.
  • Симетрала дели опружен угао на два једнака дела, па сваки од њих има меру \( \dfrac{180^\circ}{2} = 90^\circ \).
Опружен угао pOq мере 180 степени (права кроз теме O) и његова симетрала s, повучена нагоре нормално на праву. Симетрала дели опружен угао на два једнака права угла од по 90 степени.
Мање углове добијамо тако што већ конструисани угао преполовимо симетралом.
\[ 30^\circ = \frac{60^\circ}{2} \qquad 15^\circ = \frac{30^\circ}{2} \]
Дакле, најпре конструишемо \( 60^\circ \), његовом симетралом добијемо \( 30^\circ \), а симетралом угла од \( 30^\circ \) добијемо \( 15^\circ \).
Ако су дата два угла \( \alpha \) и \( \beta \) (нека је \( \alpha > \beta \)), можемо конструисати њихов збир \( \alpha + \beta \) и њихову разлику \( \alpha - \beta \), тако што углове наносимо шестаром један до другог (за збир), односно један преко другог (за разлику), са заједничким теменом.
Управо се на овај начин добијају и „сложени" углови: \( 120^\circ = 60^\circ + 60^\circ \) и \( 45^\circ = 60^\circ - 15^\circ \).
Заједничко теме T и полуправа Tp као почетни крак. Угао α нанет је изнад крака Tp; преко њега је још нанет угао β, тако да спољашњи крак затвара угао α + β са Tp. Унутар угла α нацртан је и крак који са Tp затвара угао α − β. Приказани су сви углови: α, β, α + β и α − β.
Угао чија се мера може записати као збир или разлика већ конструисаних углова — сам је конструктибилан.
\[ 120^\circ = 60^\circ + 60^\circ \] \[ 45^\circ = 60^\circ - 15^\circ \qquad \text{или} \qquad 45^\circ = \frac{90^\circ}{2} \]
Угао од \( 45^\circ \) можемо добити на два начина:
  • као разлику \( 60^\circ - 15^\circ \);
  • као половину правог угла: симетрала угла од \( 90^\circ \) даје \( \dfrac{90^\circ}{2} = 45^\circ \).
Користећи само троугаоне лењире (геометријски троуглове) можемо нацртати неке углове, као и паралелне и нормалне праве.
ЛењирУглови
Полуправоугли (30–60–90)\( 30^\circ,\; 60^\circ,\; 90^\circ \)
Једнакокраки (45–45–90)\( 45^\circ,\; 45^\circ,\; 90^\circ \)

Задаци за вежбање

Лак задатак: Помоћу лењира и шестара конструиши угао мере \( 120^\circ \). Објасни од којих углова полазиш.
Меру \( 120^\circ \) записујемо као збир два угла од \( 60^\circ \): \[ 120^\circ = 60^\circ + 60^\circ \] Прво конструишемо угао од \( 60^\circ \) (помоћу једнакостраничног троугла), а затим шестаром на његов крак наносимо још један угао од \( 60^\circ \). Добијени угао има меру \( 120^\circ \).
Одговор: \( 120^\circ = 60^\circ + 60^\circ \).
Средњи задатак: Конструиши угао мере \( 45^\circ \). Покажи два различита пута до решења.
Први начин (разлика углова): \[ 45^\circ = 60^\circ - 15^\circ \] Конструишемо \( 60^\circ \), затим \( 15^\circ \) (двоструким полутирањем: \( 60^\circ \to 30^\circ \to 15^\circ \)), па од угла од \( 60^\circ \) „одузмемо" \( 15^\circ \).
Други начин (половина правог угла): \[ 45^\circ = \frac{90^\circ}{2} \] Конструишемо прав угао (симетрала опруженог угла), а затим повучемо симетралу тог правог угла. Она га дели на два једнака дела од по \( 45^\circ \).
Одговор: \( 45^\circ = 60^\circ - 15^\circ = \dfrac{90^\circ}{2} \).
Тежак задатак: Конструиши угао мере \( 75^\circ \) само помоћу лењира и шестара.
Тражимо начин да \( 75^\circ \) запишемо преко углова које умемо да конструишемо. Пошто су конструктибилни \( 60^\circ \) и \( 15^\circ \), пишемо: \[ 75^\circ = 60^\circ + 15^\circ \] Кораци:
  • конструишемо угао \( 60^\circ \);
  • конструишемо угао \( 15^\circ \) (полутирањем: \( 60^\circ \to 30^\circ \to 15^\circ \));
  • шестаром наносимо \( 15^\circ \) на слободан крак угла од \( 60^\circ \), чиме добијамо збир \( 60^\circ + 15^\circ = 75^\circ \).
Провера: \( 60^\circ + 15^\circ = 75^\circ \). \( \checkmark \)
Одговор: \( 75^\circ = 60^\circ + 15^\circ \).

Савладај
домаћи
уз хиљаде решења, лекција и тестова: