Корице уџбеника

VI.1. Појам Четвороугла

Изабери решење задатка:

Задатак 5

Кратко решење

Број кугли на слици 1.12 је \( n = 5 \). Да би се формирао четвороугао, потребно је изабрати 4 темена (кугле). Пошто никоје три кугле нису колонеарне, сваки избор од 4 кугле представља један четвороугао. Број начина да се изаберу 4 кугле од укупно 5 једнак је броју начина да се изостави 1 кугла од 5. \[ \text{Број четвороуглова} = 5 \] Могући избори темена (ако кугле обележимо бројевима 1, 2, 3, 4, 5): 1) {1, 2, 3, 4} 2) {1, 2, 3, 5} 3) {1, 2, 4, 5} 4) {1, 3, 4, 5} 5) {2, 3, 4, 5}

Детаљно решење

Анализа слике и број темена

На слици 1.12 приказано је неколико билијарских кугли на столу. Свака кугла представља једно потенцијално теме четвороугла. Прво морамо пребројати колико укупно кугли (тачака) имамо на располагању. Пажљивим посматрањем слике видимо да има укупно 5 билијарских кугли.

Услов за формирање четвороугла

Четвороугао је дефинисан са 4 темена. Да би четири тачке могле да буду темена четвороугла, неопходно је да никоје три од њих нису колонеарне (не леже на истој правој). На слици су кугле распоређене тако да не постоје три кугле које леже на истој правој линији. То значи да било који избор од 4 кугле формира један четвороугао.

Израчунавање броја комбинација

Пошто имамо укупно 5 кугли, а за сваки четвороугао нам требају тачно 4, број четвороуглова је једнак броју начина на који можемо изабрати 4 кугле од понуђених 5. За сваки избор од 4 кугле, ми заправо „избацујемо“ једну куглу која неће бити теме. - Ако избацимо прву куглу, остају 4 које чине један четвороугао. - Ако избацимо другу куглу, остају 4 које чине други четвороугао. - Ако избацимо трећу куглу, остају 4 које чине трећи четвороугао. - Ако избацимо четврту куглу, остају 4 које чине четврти четвороугао. - Ако избацимо пету куглу, остају 4 које чине пети четвороугао. Дакле, укупан број начина да изаберемо 4 темена од 5 је 5.

Кратак запис решења:

Укупан број кугли је \( n = 5 \). За четвороугао су потребне 4 кугле. Сваки избор од 4 кугле даје један четвороугао јер нема колонеарних тачака. Број четвороуглова = 5.

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: