Корице уџбеника

VI.4. Ромб, Правоугаоник И Квадрат

Изабери решење задатка:

Задатак 1 (бесплатан)

Кратко решење

а) Ромб има све једнаке странице, али дијагонале су му по правилу различитих дужина (\( d_1 \neq d_2 \)). (Нетачно) б) На основу својстава правоугаоника \( \triangle ABC \cong \triangle BAD \) (СУС) \(\Rightarrow AC = BD\). (Тачно) в) Квадрат је специјална врста правоугаоника, па су му дијагонале увек једнаке. (Тачно) Тачна тврђења су: б) и в).

Детаљно решење

Да бисмо одредили тачност наведених тврђења, анализираћемо својства дијагонала за сваку од наведених геометријских фигура на основу дефиниција из приложеног лекције.

а) Дијагонале сваког ромба су једнаке.

Ромб је паралелограм чије су све странице једнаке. Иако су му странице једнаке, његови унутрашњи углови не морају бити прави. На слици 4.3 се види да су дијагонале ромба (\( d_1 \) и \( d_2 \)) углавном различитих дужина – једна је дужа, а друга краћа. Оне су међусобно нормалне и полове се, али су једнаке само у посебном случају када је ромб заправо квадрат. Дакле, ово тврђење није тачно за сваки ромб. Тврђење а) је нетачно.

б) Дијагонале сваког правоугаоника су једнаке.

Према својствима правоугаоника наведеним у лекцији (страна 189, слика 4.9), дијагонале правоугаоника су једнаке (\( AC = BD \)). Ово се доказује преко подударности троуглова (\( \triangle ABC \cong \triangle BAD \)), јер имају заједничку страницу \( AB \), једнаке странице \( BC = AD \) и праве углове код темена \( A \) и \( B \). Тврђење б) је тачно.

в) Дијагонале сваког квадрата су једнаке.

Квадрат је истовремено и ромб и правоугаоник. Пошто квадрат има сва својства правоугаоника, из тога директно следи да су његове дијагонале једнаке (страна 190, својства квадрата). Такође, оне су међусобно нормалне (као код ромба) и полове се. Тврђење в) је тачно.

Кратак запис решења:

а) Нетачно (дијагонале ромба су једнаке само ако је он квадрат). б) Тачно (својство правоугаоника: \( d_1 = d_2 \)). в) Тачно (својство квадрата: \( d_1 = d_2 \)). Тачна су тврђења под б) и в).

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: