Корице уџбеника

VI.4. Ромб, Правоугаоник И Квадрат

Изабери решење задатка:

Задатак 5

Кратко решење

Користимо хијерархију: ромб и правоугаоник су паралелограми, а квадрат је и ромб и правоугаоник (па и паралелограм). Тврђење „Сваки \( X \) је \( \smiley \)" тачно је за сам појам \( X \) и за сваку ширу врсту којој \( X \) припада. а) Сваки ромб је ромб и паралелограм: \( \smiley = \) ромб, паралелограм. б) Сваки правоугаоник је правоугаоник и паралелограм: \( \smiley = \) правоугаоник, паралелограм. в) Сваки квадрат је квадрат, ромб, правоугаоник и паралелограм: \( \smiley = \) квадрат, паралелограм, ромб, правоугаоник.

Детаљно решење

Из дефиниција датих у лекцији важи хијерархија четвороуглова: \( \bullet \) Ромб је паралелограм чије су све странице једнаке. \( \bullet \) Правоугаоник је паралелограм чији су сви углови једнаки. \( \bullet \) Квадрат је паралелограм чије су све странице једнаке и сви углови једнаки, па је квадрат уједно и ромб и правоугаоник. Тврђење облика „Свака фигура \( X \) је \( \smiley \)" тачно је тачно онда када је сваки \( X \) уједно и \( \smiley \). То важи када је \( \smiley \) сам појам \( X \) (свака фигура јесте она сама) и када је \( \smiley \) шира врста којој \( X \) припада. \( \textbf{а) Сваки ромб је } \smiley. \) Сваки ромб јесте ромб, а по дефиницији је и паралелограм. Свака странице ромба су једнаке, али његови углови не морају бити прави, па ромб уопште не мора бити правоугаоник ни квадрат. Дакле: \( \smiley \in \{ \text{ромб},\ \text{паралелограм} \}. \) \( \textbf{б) Сваки правоугаоник је } \smiley. \) Сваки правоугаоник јесте правоугаоник, а по дефиницији је и паралелограм. Странице правоугаоника не морају бити све једнаке, па он не мора бити ни ромб ни квадрат. Дакле: \( \smiley \in \{ \text{правоугаоник},\ \text{паралелограм} \}. \) \( \textbf{в) Сваки квадрат је } \smiley. \) Сваки квадрат јесте квадрат. Пошто квадрат има све странице једнаке, он је и ромб; пошто има све углове једнаке (праве), он је и правоугаоник; а и ромб и правоугаоник су паралелограми, па је квадрат и паралелограм. Дакле: \( \smiley \in \{ \text{квадрат},\ \text{паралелограм},\ \text{ромб},\ \text{правоугаоник} \}. \)

Кратак запис решења:

а) ромб, паралелограм; б) правоугаоник, паралелограм; в) квадрат, паралелограм, ромб, правоугаоник.

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: