Корице уџбеника

VI.4. Ромб, Правоугаоник И Квадрат

Изабери решење задатка:

Задатак 4

Кратко решење

Нека су \( AC \) и \( BD \) дијагонале правоугаоника \( ABCD \) које се секу у тачки \( S \). Важи \( AS = BS = CS = DS \), па су троуглови \( \triangle ABS \) и \( \triangle BCS \) једнакокраки. Нека је угао између дијагонала \( \angle ASB = 110^\circ \). У \( \triangle ABS \): \[ \angle SAB = \angle SBA \] \[ 2 \cdot \angle SAB + 110^\circ = 180^\circ \] \[ 2 \cdot \angle SAB = 180^\circ - 110^\circ = 70^\circ \] \[ \angle SAB = 70^\circ : 2 = 35^\circ \] Сви углови правоугаоника су прави (\( 90^\circ \)): \[ \angle DAB = 90^\circ \] \[ \angle SAD = 90^\circ - \angle SAB = 90^\circ - 35^\circ = 55^\circ \] Углови које дијагонала заклапа са страницама су \( 35^\circ \) и \( 55^\circ \).

Детаљно решење

Корак 1: Анализа својстава правоугаоника

У правоугаонику \( ABCD \), дијагонале \( AC \) и \( BD \) су једнаке дужине (\( AC = BD \)) и оне се узајамно полове у тачки \( S \). То значи да су дужи од центра до темена једнаке: \( AS = BS = CS = DS \).
Нацртај правоугаоник ABCD. Повуци дијагонале AC и BD које се секу у тачки S. Означи угао ASB као 110 степени или угао BSC као 110 степени.

Корак 2: Уочавање карактеристичних троуглова

Због једнакости \( AS = BS = CS = DS \), троуглови \( \triangle ABS, \triangle BCS, \triangle CDS \) и \( \triangle DAS \) су једнакокраки. Углови које дијагонале граде са страницама су углови на основицама ових троуглова.

Корак 3: Израчунавање првог пара углова (угао код дуже странице)

Нека је угао између дијагонала \( \angle ASB = 110^\circ \). Посматрајмо једнакокраки троугао \( \triangle ABS \) (где је \( AS = BS \)). Збир углова у троуглу је \( 180^\circ \). Углови на основици \( AB \) су једнаки: \( \angle SAB = \angle SBA \). \[ 2 \cdot \angle SAB + 110^\circ = 180^\circ \] \[ 2 \cdot \angle SAB = 180^\circ - 110^\circ \] \[ 2 \cdot \angle SAB = 70^\circ \] \[ \angle SAB = 70^\circ : 2 = 35^\circ \] Дакле, угао између дијагонале и једне странице (дуже) је \( 35^\circ \).

Корак 4: Израчунавање другог пара углова (угао код краће странице)

Пошто је сваки унутрашњи угао правоугаоника \( 90^\circ \), угао који дијагонала гради са другом страницом (\( AD \)) израчунавамо као разлику: \[ \angle SAD = 90^\circ - \angle SAB \] \[ \angle SAD = 90^\circ - 35^\circ \] \[ \angle SAD = 55^\circ \] Алтернативно, можемо посматрати суседни угао између дијагонала \( \angle ASD \). Пошто су \( \angle ASB \) и \( \angle ASD \) упоредни: \[ \angle ASD = 180^\circ - 110^\circ = 70^\circ \] У једнакокраком троуглу \( \triangle ADS \) углови на основици су: \[ (180^\circ - 70^\circ) : 2 = 110^\circ : 2 = 55^\circ \]

Кратак запис решења:

\[ AS=BS \Rightarrow \triangle ABS \text{ је једнакокраки} \] \[ \angle ASB = 110^\circ \] \[ \angle SAB = (180^\circ - 110^\circ) : 2 = 70^\circ : 2 = 35^\circ \] \[ \angle SAD = 90^\circ - 35^\circ = 55^\circ \] Углови су \( 35^\circ \) и \( 55^\circ \).

Најважније из лекције

Ромб је паралелограм са свим једнаким страницама: дијагонале су му међусобно нормалне и леже на симетралама углова. Правоугаоник је паралелограм са свим правим угловима (\( 90^\circ \)) и једнаким дијагоналама. Квадрат је истовремено и ромб и правоугаоник, па су му дијагонале једнаке, нормалне и полове углове на по \( 45^\circ \). Све три фигуре су осносиметричне, а дијагонале им се међусобно полове.
Ромб је паралелограм чије су све четири странице једнаке. За ромб \( ABCD \) важи \( AB = BC = CD = DA \).
Пошто је ромб паралелограм, за њега важе и сва својства паралелограма: наспрамне странице су паралелне и једнаке, наспрамни углови су једнаки, суседни углови су суплементни (збир им је \( 180^\circ \)), а дијагонале се међусобно полове.
Посебна својства ромба:
  • Дијагонале ромба леже на симетралама углова ромба (свака дијагонала полови углове код својих темена).
  • Дијагонале ромба су међусобно нормалне (секу се под правим углом).
  • Ромб је осносиметрична фигура; осе симетрије ромба су праве на којима леже његове дијагонале.
Ромб ABCD чија су темена на осама: B десно, D лево (хоризонтална дијагонала BD) и C горе, A доле (вертикална дијагонала AC). Дијагонале се секу у центру O под правим углом (означен правоугаоник код пресека).
Правоугаоник је паралелограм чији су сви углови једнаки. Пошто је збир углова четвороугла пун угао (\( 360^\circ \)), сваки угао правоугаоника је прав: \( \alpha = \beta = \gamma = \delta = 90^\circ \).
Као паралелограм, правоугаоник има и сва општа својства: наспрамне странице су паралелне и једнаке, а дијагонале се међусобно полове.
Посебна својства правоугаоника:
  • Дијагонале правоугаоника су једнаке: \( AC = BD \).
  • Правоугаоник је осносиметрична фигура; осе симетрије су праве које пролазе кроз средишта наспрамних страница.
Правоугаоник ABCD (шири него виши) са теменима A доле лево, B доле десно, C горе десно, D горе лево. Уцртане су обе дијагонале AC и BD које се секу у центру S. Означена су два права угла у теменима.
Квадрат је паралелограм чије су све странице једнаке и сви углови једнаки. Дакле, квадрат је истовремено и ромб и правоугаоник.
За квадрат \( ABCD \) важи \( AB = BC = CD = DA \) и \( \alpha = \beta = \gamma = \delta = 90^\circ \).
Квадрат има сва својства и ромба и правоугаоника:
  • Дијагонале квадрата су једнаке (својство правоугаоника).
  • Дијагонале квадрата су међусобно нормалне (својство ромба).
  • Дијагонале квадрата леже на симетралама његових углова, па сваку дијагоналу деле углове квадрата на два угла од по \( 45^\circ \).
  • Дијагонале се међусобно полове.
Квадрат ABCD са теменима A доле лево, B доле десно, C горе десно, D горе лево. Уцртане су обе дијагонале које се секу у центру под правим углом; све четири странице су једнаке.
Угао који одређују дијагонала \( AC \) и страница \( AB \) ромба \( ABCD \) има меру \( 42^\circ \). Одреди унутрашње углове ромба.
Решење: Дијагонала \( AC \) припада симетрали угла \( \alpha \) код темена \( A \), па га полови. Зато је \[ \alpha = 2 \cdot 42^\circ = 84^\circ. \] Суседни угао ромба је суплементан са \( \alpha \): \[ \beta = 180^\circ - 84^\circ = 96^\circ. \] Наспрамни углови су једнаки, па је \( \gamma = 84^\circ \) и \( \delta = 96^\circ \).

Задаци за вежбање

Лак: Израчунај обим ромба ако је један његов оштар угао \( 60^\circ \), а краћа дијагонала једнака \( 5 \text{ cm} \). (Задатак 4.4)
Нека су темена ромба \( A, B, C, D \) и нека је \( \angle BAD = 60^\circ \). Краћа дијагонала \( BD \) са страницама \( AB \) и \( AD \) образује троугао \( ABD \).
Троугао \( ABD \) је једнакокраки јер је \( AB = AD \) (странице ромба), па су углови на основици једнаки. Збир углова троугла је \( 180^\circ \), па је \[ \angle ABD = \angle ADB = \frac{180^\circ - 60^\circ}{2} = 60^\circ. \] Сви углови троугла \( ABD \) су \( 60^\circ \), па је он једнакостранични. Отуда је \[ AB = AD = BD = 5 \text{ cm}. \] Обим ромба је \( O = 4 \cdot 5 = 20 \text{ cm}. \)
Одговор: Обим ромба је \( 20 \text{ cm} \).
Средњи: Дијагонала правоугаоника са дужом страницом одређује угао од \( 25^\circ \). а) Који угао одређује та дијагонала са краћом страницом? б) Колики су углови између дијагонала овог правоугаоника? (Задатак 4.5)
Нека је у правоугаонику \( ABCD \) тачка \( S \) пресек дијагонала и нека дијагонала са дужом страницом гради угао \( 25^\circ \).
а) Углови правоугаоника су прави (\( 90^\circ \)). У правоуглом троуглу који чине дијагонала и две странице, угао са краћом страницом је \[ 90^\circ - 25^\circ = 65^\circ. \] б) Дијагонале правоугаоника су једнаке и полове се, па је троугао \( ABS \) једнакокраки (\( SA = SB \)). Углови на основици \( AB \) су једнаки углу који дијагонала гради са краћом страницом, тј. \( 65^\circ \). Тада је \[ \angle ASB = 180^\circ - (65^\circ + 65^\circ) = 50^\circ, \] а угао између дијагонала са друге стране је \( 180^\circ - 50^\circ = 130^\circ \).
Одговор: а) \( 65^\circ \); б) углови између дијагонала су \( 50^\circ \) и \( 130^\circ \).
Тежак: Растојања тачке пресека дијагонала правоугаоника \( PQRS \) од странице \( PQ \) износи \( 2 \text{ cm} \), а од странице \( QR \) износи \( 4 \text{ cm} \). Израчунај обим правоугаоника \( PQRS \). (Задатак 4.7)
Нека је \( O \) тачка пресека дијагонала правоугаоника. Растојање тачке \( O \) од странице представља дужину нормале из \( O \) на ту страницу.
Тачка \( O \) је средиште правоугаоника, па је нормала из \( O \) на страницу \( PQ \) једнака половини супротне странице, а нормала на \( QR \) једнака половини странице \( PQ \). Зато је: \[ PQ = 2 \cdot 4 = 8 \text{ cm}, \qquad QR = 2 \cdot 2 = 4 \text{ cm}. \] Обим правоугаоника је \[ O = 2 \cdot (PQ + QR) = 2 \cdot (8 + 4) = 24 \text{ cm}. \]
Одговор: Обим правоугаоника је \( 24 \text{ cm} \).

Савладај
домаћи
уз хиљаде решења, лекција и тестова: