Корице уџбеника

IV.5. Уписана Кружница Троугла

Изабери решење задатка:

Задатак 5

Кратко решење

Национални парк посматрамо као троугао \( ABC \), где су путеви странице троугла \( a \), \( b \) и \( c \). Тачка која је подједнако удаљена од страница троугла је центар уписане кружнице. Својство симетрале угла: Свака тачка на симетрали угла је подједнако удаљена од кракова тог угла. \( s_{\alpha} \): скуп тачака подједнако удаљених од путева \( b \) и \( c \). \( s_{\beta} \): скуп тачака подједнако удаљених од путева \( a \) и \( c \). \( s_{\gamma} \): скуп тачака подједнако удаљених од путева \( a \) и \( b \). Положај хранилишта \( S \): \( S = s_{\alpha} \cap s_{\beta} \cap s_{\gamma} \) Решење: Положај хранилишта на плану ћемо одредити тако што ћемо конструисати симетрале унутрашњих углова троугла. Тачка пресека ових симетрала (центар уписане кружнице) је тражено место.

Детаљно решење

Анализа задатка

У овом задатку треба да пронађемо тачку која је подједнако удаљена од три праве (локална пута) које образују странице троугла. У геометрији, растојање тачке од праве мери се дужином нормале спуштене из те тачке на ту праву.

Геометријско својство симетрале угла

Кључно својство које користимо јесте да свака тачка која припада симетрали неког угла лежи на једнаком растојању од кракова тог угла. - Ако посматрамо угао између два пута, тачке на његовој симетрали су подједнако удаљене од та два пута.
Нацртај произвољан троугао ABC који представља национални парк. Путеви су странице AB, BC и CA. Конструиши симетралу унутрашњег угла код темена A (права која дели угао на два једнака дела) и симетралу унутрашњег угла код темена B.

Проналажење центра уписане кружнице

Да би хранилиште било подједнако удаљено од сва три пута истовремено, оно мора да се налази на пресеку симетрала свих унутрашњих углова троугла. - Симетрале углова троугла се увек секу у једној тачки. - Та тачка се назива центар уписане кружнице троугла и обично се обележава са \( S \).

Кораци за одређивање положаја на плану

Да бисмо тачно проценили положај хранилишта на плану, потребно је урадити следеће: 1. Одредити темена троугла (раскрснице путева). 2. Конструисати (или нацртати) симетрале барем два унутрашња угла троугла. 3. Тачка у којој се ове симетрале секу представља идеалан положај за хранилиште.
На цртежу троугла ABC означи тачку S где се секу симетрале углова. Из тачке S нацртај три испрекидане линије (нормале) до страница троугла. Ове линије су једнаке дужине и представљају подједнаку удаљеност од путева.

Кратак запис решења:

Хранилиште \( S \) мора бити подједнако удаљено од страница троугла \( ABC \). Својство: Симетрала угла садржи тачке једнако удаљене од његових кракова. Конструкција: \( s_{\alpha} \cap s_{\beta} = \{S\} \) Тачка \( S \) је центар уписане кружнице троугла. Положај се процењује у пресеку симетрала унутрашњих углова троугла.

Најважније из лекције

  • Симетрале сва три угла троугла секу се у једној тачки — означавамо је са \( S \).
  • Тачка \( S \) једнако је удаљена од све три странице троугла: \( SD = SE = SF \).
  • Уписана кружница троугла је кружница која додирује све три странице троугла; њен центар је тачка \( S \), а полупречник \( r \) је растојање од \( S \) до странице.
  • Конструкција: довољно је конструисати симетрале два угла (њихов пресек је \( S \)), спустити нормалу из \( S \) на једну страницу и нацртати кружницу са центром \( S \) и тим полупречником.
  • Центар уписане кружнице увек је унутар троугла. Ако је кружница уписана у троугао, троугао је описан око те кружнице. Код једнакостраничног троугла центри уписане и описане кружнице су иста тачка.
Симетрала угла је права која садржи теме угла и дели тај угао на два једнака дела.
Свака тачка на симетрали угла једнако је удаљена од оба крака тог угла. Зато, ако нека тачка припада симетрали угла, њена растојања до оба крака су једнака.
Симетрале сва три угла троугла секу се у једној тачки.
Нека су \( s_\alpha \), \( s_\beta \) и \( s_\gamma \) симетрале углова \( \alpha \), \( \beta \) и \( \gamma \) троугла \( ABC \), а тачка \( S \) пресек симетрала \( s_\alpha \) и \( s_\beta \). Нека су \( D \), \( E \) и \( F \) подножја нормала из тачке \( S \) на странице \( AB \), \( BC \) и \( CA \).
Пошто \( S \) припада симетрали угла \( \alpha \), једнако је удаљена од страница \( AB \) и \( CA \), па је \( SD = SF \).
Пошто \( S \) припада симетрали угла \( \beta \), једнако је удаљена од страница \( AB \) и \( BC \), па је \( SD = SE \).
Одатле је \( SF = SE \), што значи да је тачка \( S \) једнако удаљена и од кракова угла \( \gamma \). Дакле, тачка \( S \) припада и симетрали \( s_\gamma \).
Тачка \( S \) је једнако удаљена од све три странице троугла: \( SD = SE = SF \).
Оштроугли троугао ABC са уцртане три симетрале углова које се секу у једној тачки S у унутрашњости троугла. Из тачке S спуштене су нормале на све три странице: на страницу AB у тачки D, на страницу BC у тачки E и на страницу CA у тачки F. Дужи SD, SE и SF су једнаке и представљају полупречнике уписане кружнице, која додирује све три странице троугла у тачкама D, E и F.
Уписана кружница троугла јесте кружница која додирује све три странице троугла.
Центар уписане кружнице троугла је тачка у којој се секу симетрале углова троугла (тачка \( S \)).
Полупречник уписане кружнице троугла јесте дуж чији је један крај центар уписане кружнице, а други подножје нормале из те тачке на страницу троугла.
Центар уписане кружнице обично се обележава са \( S \), а полупречник уписане кружнице са \( r \).
Ако је кружница уписана у троугао, онда се каже да је тај троугао описан око те кружнице.
Центар уписане кружнице троугла увек припада унутрашњој области троугла (налази се унутар троугла), било да је троугао оштроугли, тупоугли или правоугли.
За конструкцију центра уписане кружнице довољно је конструисати симетрале два угла троугла (трећа симетрала пролази кроз исту тачку).
Нека је дат троугао \( ABC \). Уписану кружницу конструишемо у три корака:
КоракШта радимо
1.Конструишемо симетрале углова \( BAC \) и \( CBA \). Њихов пресек означимо са \( S \) (то је центар уписане кружнице).
2.Конструишемо нормалу из тачке \( S \) на праву \( AB \). Подножје нормале означимо са \( D \).
3.Цртамо кружницу са центром \( S \) и полупречником \( SD \).
У једнакостраничном троуглу центар уписане и центар описане кружнице поклапају се — то је иста тачка.
Дат је правоугли троугао \( ABC \) са правим углом код темена \( A \). Тачка \( S \) је центар уписане кружнице троугла и важи \( \angle SBA = 30^\circ \). Колики је угао \( \angle ASB \)?

Права \( AS \) је симетрала правог угла код темена \( A \), па је \( \angle BAS = 90^\circ : 2 = 45^\circ \).
Посматрамо троугао \( ABS \). Збир унутрашњих углова троугла је \( 180^\circ \), па је: \[ \angle BAS + \angle SBA + \angle ASB = 180^\circ \] \[ 45^\circ + 30^\circ + \angle ASB = 180^\circ \] \[ \angle ASB = 180^\circ - 75^\circ = 105^\circ \]
Правоугли троугао ABC са правим углом код темена A. Теме A је доле лево, теме B доле десно, а теме C горе. Тачка S је центар уписане кружнице и налази се унутар троугла. Уцртана је дуж AS (симетрала правог угла) и дуж BS. Код темена B означен је угао од 30 степени између дужи BA и BS.

Задаци за вежбање

Лак задатак: Дате су две слике троугла са кружницом. На првој слици кружница се налази унутар троугла и додирује све три његове странице. На другој слици троугао се налази унутар кружнице, а сва три темена троугла припадају кружници. На којој слици је кружница уписана у троугао?
Уписана кружница троугла је она која се налази унутар троугла и додирује све три странице троугла.
То је прва слика.
На другој слици кружница пролази кроз темена троугла — то је описана кружница троугла.
Одговор: Кружница је уписана у троугао на првој слици.
Средњи задатак: Које од следећих тврђења је тачно?
а) Центар уписане кружнице троугла је пресек симетрала страница троугла.
б) Центар уписане кружнице троугла је пресек симетрала углова троугла.
в) Полупречник уписане кружнице троугла је дуж чији је један крај центар уписане кружнице, а други теме троугла.
Центар уписане кружнице троугла је тачка у којој се секу симетрале углова троугла (не симетрале страница — оне дају центар описане кружнице).
Полупречник уписане кружнице иде од центра до странице троугла (до подножја нормале на страницу), а не до темена.
Дакле, тачно је само тврђење под б).
Одговор: б).
Тежак задатак: У једнакокраком троуглу \( ABC \) (где је \( AB = AC \)) углови на основици једнаки су \( 80^\circ \), а \( S \) је центар уписане кружнице троугла. Одреди меру угла \( \angle BSC \).
Углови на основици су углови код темена \( B \) и \( C \), па је \( \angle ABC = \angle ACB = 80^\circ \).
Центар уписане кружнице \( S \) лежи на симетралама углова, па праве \( BS \) и \( CS \) полове углове \( B \) и \( C \): \[ \angle SBC = 80^\circ : 2 = 40^\circ, \qquad \angle SCB = 80^\circ : 2 = 40^\circ \] Посматрамо троугао \( BSC \). Збир његових унутрашњих углова је \( 180^\circ \): \[ \angle SBC + \angle SCB + \angle BSC = 180^\circ \] \[ 40^\circ + 40^\circ + \angle BSC = 180^\circ \] \[ \angle BSC = 180^\circ - 80^\circ = 100^\circ \] Одговор: \( \angle BSC = 100^\circ \).

Савладај
домаћи
уз хиљаде решења, лекција и тестова: