Корице уџбеника

VII.5. Површина Трапеза

Изабери решење задатка:

Задатак 5

Кратко решење

а) Растављање на три дела за паралелограм

Нацртај трапез ABCD где је AB дужа доња основица. Означи M као средиште крака AD и N као средиште крака BC. Повуци косу дуж PM (где је P на AB) и њој паралелну дуж RN (где је R на AB). Осенчи доња два мала троугла APM и BNR. Нацртај закривљене стрелице које показују како се ови троуглови ротирају за 180° око тачака M и N ка спољашњости горње основице CD. 1. Означимо средишта кракова \( M \) (на \( AD \)) и \( N \) (на \( BC \)). 2. Кроз \( M \) и \( N \) повучемо две паралелне косе дужи које секу основицу \( AB \) у тачкама \( P \) и \( R \). 3. Трапез је подељен на тачно 3 дела: \( \triangle APM \), \( \triangle BNR \) и централни многоугао \( PRNCDM \). 4. Заротирамо \( \triangle APM \) око \( M \) за \( 180^\circ \), а \( \triangle BNR \) око \( N \) за \( 180^\circ \). Добијамо паралелограм чија је основица једнака средњој линији трапеза \( m \), а висина је \( h \). \[ P = m \cdot h \]

б) Растављање на два дела за троугао

Нацртај трапез ABCD. Означи тачку M као средиште крака BC. Повуци дуж DM и продужи је. Продужи и доњу основицу AB до пресека са том правом, означавајући тачку пресека са E. Осенчи троугао DMC и покажи стрелицом његову ротацију око тачке M за 180° тако да се теме C поклопи са B. 1. Означимо тачку \( M \) као средиште крака \( BC \). 2. Пресечемо трапез дуж дужи \( DM \). (Добијамо 2 дела: четвороугао \( ABMD \) и \( \triangle DMC \)). 3. Део \( \triangle DMC \) заротирамо око тачке \( M \) за \( 180^\circ \) тако да се теме \( C \) поклопи са \( B \). 4. Теме \( D \) се помера у тачку \( E \) на продужетку основице \( AB \). Добијамо троугао \( ADE \) са основицом \( a + b \) и висином \( h \). \[ P = \frac{(a+b) \cdot h}{2} \]

Детаљно решење

а) Растављање трапеза на три дела и састављање паралелограма

Корак 1: Означавање средишта кракова

Нека је дат произвољан трапез \( ABCD \) са доњом основицом \( a \) (\( AB \)) и горњом основицом \( b \) (\( CD \)). Прво ћемо означити средишта кракова. Означимо средиште крака \( AD \) са \( M \), а средиште крака \( BC \) са \( N \). Дужина дужи \( MN \) представља средњу линију трапеза \( m \).

Корак 2: Конструкција паралелних пресека

Као што је приказано у уџбенику за састављање правоугаоника (где се спуштају нормале), трапез можемо поделити на три дела повлачењем линија кроз средишта кракова. Да бисмо добили паралелограм који није правоугаоник, кроз тачке \( M \) и \( N \) ћемо повући две паралелне праве које су косе (односно, нису нормалне на основице). Нека права кроз \( M \) сече доњу основицу у тачки \( P \), а права кроз \( N \) сече доњу основицу у тачки \( R \). Нацртај трапез ABCD где је AB дужа доња основица. Означи M као средиште крака AD и N као средиште крака BC. Повуци косу дуж PM (где је P на AB) и њој паралелну дуж RN (где је R на AB). Осенчи доња два мала троугла APM и BNR. Нацртај закривљене стрелице које показују како се ови троуглови ротирају за 180° око тачака M и N ка спољашњости горње основице CD.

Корак 3: Растављање на три дела

Пресецањем дуж ових паралелних правих, трапез смо раставили на тачно три дела: 1. Троугао \( APM \) 2. Троугао \( BNR \) 3. Централни многоугао \( PRNCDM \)

Корак 4: Састављање паралелограма

Заротирајмо леви троугао \( APM \) око тачке \( M \) за \( 180^\circ \). Тачка \( A \) ће се поклопити са тачком \( D \), а троугао ће попунити простор поред горње основице. Затим заротирајмо десни троугао \( BNR \) око тачке \( N \) за \( 180^\circ \). Тачка \( B \) ће се поклопити са тачком \( C \). Пошто су пресечне линије биле паралелне и косе, нова фигура коју смо саставили је паралелограм (а није правоугаоник). Његова основица је једнака дужини средње линије трапеза \( m \), а висина му је иста као висина трапеза \( h \). Површина остаје иста: \( P = m \cdot h \).

б) Растављање трапеза на два дела и састављање троугла

Корак 1: Конструкција линије пресека

За други део задатка, поново посматрамо трапез \( ABCD \). Означимо средиште крака \( BC \) тачком \( M \). Да бисмо трапез раставили на два дела, повући ћемо праву линију из темена \( D \) (наспрамног горњег темена) кроз тачку \( M \). Нацртај трапез ABCD. Означи тачку M као средиште крака BC. Повуци дуж DM и продужи је. Продужи и доњу основицу AB до пресека са том правом, означавајући тачку пресека са E. Осенчи троугао DMC и покажи стрелицом његову ротацију око тачке M за 180° тако да се теме C поклопи са B.

Корак 2: Растављање на два дела

Пресецањем трапеза дуж дужи \( DM \) добијамо тачно два дела: 1. Четвороугао \( ABMD \) 2. Троугао \( DMC \)

Корак 3: Састављање троугла

Узмимо троугао \( DMC \) и заротирајмо га око тачке \( M \) за \( 180^\circ \). Пошто је \( M \) средиште крака, дуж \( MC \) ће се поклопити са дужи \( MB \), односно тачка \( C \) ће пасти у тачку \( B \). Теме \( D \) ће пасти у нову тачку \( E \) која се налази на продужетку основице \( AB \). Добијена фигура је велики троугао \( ADE \). Овај троугао има основицу једнаку збиру основица трапеза (\( a + b \)) и исту висину \( h \). Површина састављеног троугла износи: \[ P = \frac{(a+b) \cdot h}{2} \] Ово је исто као и почетна површина трапеза.

Кратак запис решења:

а) Означимо средишта кракова \( M \) и \( N \). Кроз њих повучемо две паралелне косе линије које секу доњу основицу. Трапез је тиме подељен на два троугла и један централни део (укупно 3 дела). Ротацијом та два троугла око \( M \) и \( N \) за \( 180^\circ \) према горњој основици добијамо паралелограм основице \( m \) и висине \( h \). \( P = m \cdot h \). б) Означимо средиште \( M \) крака \( BC \). Пресечемо трапез по дужи \( DM \) на два дела. Ротирамо \( \triangle DMC \) око \( M \) за \( 180^\circ \) ка доњој основици. Добијамо троугао чија је основица \( a+b \), а висина \( h \). \( P = \frac{a+b}{2} \cdot h \).

Најважније из лекције

Површина трапеза: Рачуна се по формули \(P = \frac{a + b}{2} \cdot h\) или \(P = m \cdot h\), где су \(a\) и \(b\) основице, \(h\) висина, а \(m\) средња линија.
Средња линија: Израчунава се као \(m = \frac{a + b}{2}\).
Практичан савет: Код специфичних трапеза (једнакокраки или правоугли) са углом од \(45^\circ\), уцртавањем висине формира се једнакокрако-правоугли троугао, што олакшава проналажење непознате висине преко делова основице.
Површина трапеза једнака је половини производа збира основица и висине.
Ако су \(a\) и \(b\) основице трапеза, \(h\) његова висина, а \(m\) средња линија (\(m = \frac{a+b}{2}\)), површина се може израчунати на два начина: преко основица или преко средње линије.
Трапез са означеним основицама a (доња) и b (горња), средњом линијом m која спаја средишта кракова и висином h (нормала између основица).
\[ P = \frac{a + b}{2} \cdot h \] или \[ P = m \cdot h \]
Израчунајмо површину трапеза чије су основице \(a = 5 \text{ cm}\), \(b = 3 \text{ cm}\) и висина \(h = 4 \text{ cm}\). \[ P = \frac{5 + 3}{2} \cdot 4 = \frac{8}{2} \cdot 4 = 4 \cdot 4 = 16 \text{ cm}^2 \]
Израчунај површину трапеза чија је средња линија \(m = 7 \text{ cm}\), а висина \(h = 5 \text{ cm}\).
Одговор: Користимо формулу \(P = m \cdot h\). \[ P = 7 \text{ cm} \cdot 5 \text{ cm} = 35 \text{ cm}^2 \]
Код решавања задатака са једнакокраким трапезом често се користи висина спуштена из темена краће основице. Она одсеца на дужој основици сегмент чија је дужина једнака полуразлици основица.
\[ \text{Одсечак} = \frac{a - b}{2} \]
Израчунајмо површину једнакокраког трапеза са основицама \(10 \text{ cm}\) и \(4 \text{ cm}\) и угловима на већој основици од \(45^\circ\).
1. Висина одсеца на дужој основици део: \(\frac{a - b}{2} = \frac{10 - 4}{2} = 3 \text{ cm}\).
2. Због угла од \(45^\circ\), висина и одсечак формирају једнакокрако-правоугли троугао, па је висина једнака том одсечку: \(h = 3 \text{ cm}\).
3. Површина је: \(P = \frac{10 + 4}{2} \cdot 3 = 7 \cdot 3 = 21 \text{ cm}^2\).
Ако је одсечак на дужој основици једнакокраког трапеза \(4 \text{ cm}\), а угао на основици \(45^\circ\), колика је висина тог трапеза?
Одговор: Пошто висина и одсечак формирају правоугли троугао са углом од \(45^\circ\), тај троугао је и једнакокрак. Зато је висина једнака дужини одсечка, односно \(h = 4 \text{ cm}\).

Задаци за вежбање

Лак: Израчунај површину трапеза чије су основице \(8 \text{ cm}\) и \(4,2 \text{ cm}\), а висина \(5 \text{ cm}\).
Користимо основну формулу: \(P = \frac{a + b}{2} \cdot h\)
\(P = \frac{8 + 4,2}{2} \cdot 5 = \frac{12,2}{2} \cdot 5 = 6,1 \cdot 5 = 30,5 \text{ cm}^2\)
Средњи: Израчунај висину трапеза чија је површина \(24 \text{ cm}^2\), а средња линија \(6 \text{ cm}\).
Користимо формулу која укључује средњу линију: \(P = m \cdot h\).
\(24 = 6 \cdot h\)
\(h = 24 : 6 = 4 \text{ cm}\)
Тежак: Израчунај површину правоуглог трапеза ако су његове основице \(10 \text{ cm}\) и \(4 \text{ cm}\), а оштар угао на већој основици је \(45^\circ\).
Код правоуглог трапеза, висина спуштена из темена тупог угла одсеца на дужој основици део који је једнак разлици основица: \(a - b\).
Део основице је: \(10 - 4 = 6 \text{ cm}\).
Због угла од \(45^\circ\), формира се једнакокрако-правоугли троугао између крака, висине и тог дела основице, па је висина једнака том делу: \(h = 6 \text{ cm}\).
Површина: \(P = \frac{10 + 4}{2} \cdot 6 = \frac{14}{2} \cdot 6 = 7 \cdot 6 = 42 \text{ cm}^2\).

Савладај
домаћи
уз хиљаде решења, лекција и тестова: