Корице уџбеника

VI.1. Појам Четвороугла

Изабери решење задатка:

Задатак 3

Кратко решење

Да би четвороугао био конвексан, свака дуж која спаја било које две његове тачке мора у потпуности припадати том четвороуглу. Анализом слике 1.10 закључујемо следеће: - Четвороугао А има удубљење, па је неконвексан. - Четвороугао Б нема удубљења, па је конвексан. - Четвороугао В нема удубљења, па је конвексан. - Четвороугао Г има удубљење, па је неконвексан. Конвексни четвороуглови су Б и В.

Детаљно решење

Корак 1: Дефиниција конвексности

Подсетимо се дефиниције са стране 177 уџбеника: Четвороугао је конвексан ако за сваке две тачке које припадају том четвороуглу и дуж чије су то крајње тачке припада том четвороуглу. Практично говорећи, конвексан четвороугао нема "удубљења" и све његове дијагонале леже унутар фигуре.

Корак 2: Анализа појединачних четвороуглова са слике 1.10

Посматрајмо сваки четвороугао посебно како бисмо утврдили да ли је конвексан или неконвексан: Четвороугао А: Приметимо да ова фигура има једно велико "удубљење" са горње стране. Ако изаберемо две тачке при врху левог и десног дела фигуре и спојимо их дужи, та дуж ће већим делом бити ван фигуре. Такође, једна дијагонала овог четвороугла налази се изван његове унутрашње области. Дакле, четвороугао А је неконвексан. Четвороугао Б: Ова фигура (правоугаоник/трапез) нема никаква удубљења. Било коју дуж да нацртамо између две тачке унутар њега, она ће остати унутар граница фигуре. Такође, обе дијагонале су унутар фигуре. Дакле, четвороугао Б је конвексан. Четвороугао В: Слично као и претходни, овај четвороугао (паралелограм) је потпуно испупчен. Све дужи које спајају тачке фигуре налазе се у њој. Дакле, четвороугао В је конвексан. Четвороугао Г: Ова фигура (делтоид са удубљењем) има изразито удубљење на левој страни. Ако спојимо крајње леве тачке ("врхове"), дуж пролази кроз спољашњу област. Једна дијагонала је потпуно изван фигуре. Дакле, четвороугао Г је неконвексан.

Корак 3: Закључак

На основу анализе свих фигура са слике 1.10, закључујемо да су конвексни они четвороуглови који немају удубљења, а то су Б и В.

Кратак запис решења:

На основу дефиниције конвексности (одсуство "удубљења"): А - неконвексан Б - конвексан В - конвексан Г - неконвексан Одговор: Конвексни су четвороуглови Б и В.

Најважније из лекције

  • Четвороугаона линија је затворена изломљена линија без самопресека од четири дужи; она дели раван на унутрашњу (ограничену) и спољашњу (неограничену) област.
  • Четвороугао чине четвороугаона линија и њена унутрашња област; означавамо га \( ABCD \).
  • Четвороугао је конвексан ако дуж која спаја било које две његове тачке цела припада четвороуглу; иначе је неконвексан.
  • Темена: \( A, B, C, D \) (наспрамна: \( A,C \) и \( B,D \)). Странице: \( AB, BC, CD, DA \) (наспрамне: \( AB,CD \) и \( BC,DA \)).
  • Унутрашњи углови: \( \alpha, \beta, \gamma, \delta \) код темена \( A, B, C, D \). Дијагонале: \( AC=d_1 \) и \( BD=d_2 \) спајају наспрамна темена.
  • Обим: \( O = a + b + c + d \) — збир дужина свих страница.
Четвороугаона линија јесте затворена изломљена линија без тачака самопресека коју чине четири дужи такве да ниједне две не припадају једној правој.
Свака четвороугаона линија дели раван на две области:
  • ограничену (унутрашња област четвороугаоне линије);
  • неограничену (спољашња област четвороугаоне линије).
Затворена изломљена линија од четири дужи (четвороугаона линија). Њена унутрашња ограничена област је осенчена и означена као „Унутрашња област четвороугаоне линије“, а простор око ње је „Спољашња област четвороугаоне линије“.
Четвороугао је геометријска фигура коју чине четвороугаона линија и одговарајућа унутрашња област.
Четвороугао чине дужи \( AB \), \( BC \), \( CD \), \( DA \) и означавамо га као четвороугао \( ABCD \).
Конвексан четвороугао је онај код кога за сваке две тачке које припадају четвороуглу и дуж чије су те тачке крајеви припада том четвороуглу.
У супротном кажемо да је четвороугао неконвексан.
Четвороугао је неконвексан ако постоје две тачке које припадају четвороуглу, а дуж чије су те тачке крајеви не припада четвороуглу.
Када у наставку кажемо само „четвороугао“, ако то није посебно наглашено, подразумевамо конвексан четвороугао.
Два четвороугла један поред другог. Леви је конвексан четвороугао (Слика 1.2) — сви углови су „испупчени“ ка споља. Десни је неконвексан четвороугао (Слика 1.3) — један угао је „удубљен“ ка унутра, тако да фигура има облик стрелице.
Темена четвороугла \( ABCD \) су тачке \( A \), \( B \), \( C \) и \( D \).
Наспрамна темена су парови \( A \) и \( C \), те \( B \) и \( D \).
Суседна темена су темена која су крајеви једне странице, на пример \( A \) и \( B \), или \( B \) и \( C \).
Странице четвороугла \( ABCD \) су дужи \( AB \), \( BC \), \( CD \) и \( DA \).
Суседне странице су странице које имају заједничко теме, на пример \( AB \) и \( BC \).
Наспрамне странице су странице које немају заједничко теме: парови наспрамних страница су \( AB \) и \( CD \), те \( BC \) и \( DA \).
Конвексан четвороугао ABCD са означеним теменима A, B, C, D. Странице AB, BC, CD и DA су означене. Приказани су парови наспрамних страница (AB са CD и BC са DA).
Унутрашњи углови четвороугла \( ABCD \) су конвексни углови \( \angle DAB \), \( \angle ABC \), \( \angle BCD \) и \( \angle CDA \).
Уобичајено је да се унутрашњи углови \( \angle DAB \), \( \angle ABC \), \( \angle BCD \) и \( \angle CDA \) редом обележавају са \( \alpha \), \( \beta \), \( \gamma \) и \( \delta \).
Суседни углови су углови код суседних темена, на пример \( \angle DAB \) и \( \angle ABC \).
Наспрамни углови су углови код наспрамних темена: парови наспрамних углова су \( \angle DAB \) и \( \angle BCD \), те \( \angle ABC \) и \( \angle CDA \).
Дијагонала четвороугла јесте дуж чији су крајеви наспрамна темена.
Дијагонале четвороугла \( ABCD \) су дужи \( AC \) и \( BD \). Уобичајено је да се дијагонале \( AC \) и \( BD \) редом обележавају са \( d_1 \) и \( d_2 \).
Конвексан четвороугао ABCD са уцртане обе дијагонале. Дијагонала AC (означена d₁) спаја наспрамна темена A и C, а дијагонала BD (означена d₂) спаја наспрамна темена B и D. Дијагонале се секу унутар четвороугла.
Обим четвороугла јесте збир дужина страница четвороугла.
Ако странице четвороугла означимо са \( a \), \( b \), \( c \) и \( d \), тада је обим: \[ O = a + b + c + d \]
Пример. Израчунавамо обим четвороугла ако су познате дужине страница \( a = 2 \text{ cm} \), \( b = 3 \text{ cm} \), \( c = 4 \text{ cm} \) и \( d = 5 \text{ cm} \): \[ O = a + b + c + d \] \[ O = 2 \text{ cm} + 3 \text{ cm} + 4 \text{ cm} + 5 \text{ cm} = 14 \text{ cm} \]

Задаци за вежбање

Лак задатак: Странице четвороугла су \( a = 6 \text{ cm} \), \( b = 5 \text{ cm} \), \( c = 6 \text{ cm} \) и \( d = 9 \text{ cm} \). Израчунај обим тог четвороугла.
Обим је збир дужина свих страница: \[ O = a + b + c + d \] \[ O = 6 \text{ cm} + 5 \text{ cm} + 6 \text{ cm} + 9 \text{ cm} = 26 \text{ cm} \] Одговор: Обим четвороугла је \( 26 \text{ cm} \).
Средњи задатак: У четвороуглу \( ABCD \) наведи парове наспрамних темена, наспрамних страница и наспрамних углова.
Наспрамна темена су парови: \( A \) и \( C \), те \( B \) и \( D \).
Наспрамне странице су парови: \( AB \) и \( CD \), те \( BC \) и \( DA \).
Наспрамни углови су парови: \( \angle DAB \) и \( \angle BCD \) (то јест \( \alpha \) и \( \gamma \)), те \( \angle ABC \) и \( \angle CDA \) (то јест \( \beta \) и \( \delta \)).
Одговор: дати су сви тражени парови наспрамних елемената.
Тежак задатак: Обим четвороугла износи \( 30 \text{ cm} \). Три његове странице имају дужине \( a = 7 \text{ cm} \), \( b = 8 \text{ cm} \) и \( c = 6 \text{ cm} \). Колика је дужина четврте странице \( d \)?
Обим је збир свих страница, па важи: \[ O = a + b + c + d \] Одавде је дужина четврте странице: \[ d = O - (a + b + c) \] \[ a + b + c = 7 \text{ cm} + 8 \text{ cm} + 6 \text{ cm} = 21 \text{ cm} \] \[ d = 30 \text{ cm} - 21 \text{ cm} = 9 \text{ cm} \] Одговор: Четврта страница је \( d = 9 \text{ cm} \).

Савладај
домаћи
уз хиљаде решења, лекција и тестова: