Корице уџбеника

IV.5. Значајне Тачке Троугла

Изабери решење задатка:

Задатак 3

Кратко решење

а) \( H \) је пресек двеју нормала: из \( A \) на \( BC \) и из \( B \) на \( AC \).б) У троуглу \( ABH \) висина из \( A \) лежи на \( AC \) (јер \( BH \perp AC \)), а висина из \( B \) на \( BC \) (јер \( AH \perp BC \)); њихов пресек је \( C \). Значи ортоцентар \( \triangle ABH \) је теме \( C \).Аналогно: ортоцентар \( \triangle BCH \) је \( A \), а ортоцентар \( \triangle ACH \) је \( B \).

Детаљно решење

а) Конструкција ортоцентра

Нацртамо произвољан троугао \( ABC \) који није правоугли (нпр. оштроугли).Из темена \( A \) конструишемо нормалу на праву \( BC \) — то је права на којој лежи висина \( h_a \).Из темена \( B \) конструишемо нормалу на праву \( AC \) — права висине \( h_b \).Пресек тих двеју правих је ортоцентар \( H \). Трећа висина, из темена \( C \), такође пролази кроз \( H \) (то можемо проверити цртањем).Ако је троугао оштроугли, \( H \) је у унутрашњости; ако је тупоугли, \( H \) је у спољашњости троугла.

б) Ортоцентар троугла \( ABH \)

Пођимо од онога што знамо о тачки \( H \) у троуглу \( ABC \):\( AH \perp BC \), \( BH \perp AC \), \( CH \perp AB \).Посматрајмо сада троугао \( ABH \) и потражимо његове висине.Висина из темена \( A \): то је нормала из \( A \) на праву \( BH \). Али \( BH \perp AC \), а права \( AC \) пролази кроз \( A \). Значи, права \( AC \) јесте та нормала, тј. висина троугла \( ABH \) из темена \( A \) лежи на правој \( AC \).Висина из темена \( B \): то је нормала из \( B \) на праву \( AH \). Али \( AH \perp BC \), а права \( BC \) пролази кроз \( B \). Значи, висина троугла \( ABH \) из темена \( B \) лежи на правој \( BC \).Праве \( AC \) и \( BC \) секу се у тачки \( C \). Дакле ортоцентар троугла \( ABH \) јесте теме \( C \).Провера трећом висином: висина троугла \( ABH \) из темена \( H \) је нормала из \( H \) на \( AB \), а то је управо права \( CH \) (јер \( CH \perp AB \)) — и она пролази кроз \( C \). Све три висине троугла \( ABH \) секу се у \( C \).

Ортоцентри троуглова \( BCH \) и \( ACH \)

Потпуно исто закључујемо и за остала два троугла.У троуглу \( BCH \): висина из \( B \) лежи на правој \( AB \) (јер \( CH \perp AB \)), а висина из \( C \) лежи на правој \( AC \) (јер \( BH \perp AC \)). Оне се секу у темену \( A \), па је ортоцентар троугла \( BCH \) тачка \( A \).У троуглу \( ACH \): висина из \( A \) лежи на правој \( AB \), а висина из \( C \) на правој \( BC \); секу се у темену \( B \), па је ортоцентар троугла \( ACH \) тачка \( B \).Дакле тачке \( A, B, C, H \) чине такозвану ортоцентричну четворку: свака од њих је ортоцентар троугла који образују преостале три.

Кратак запис решења:

Пошто је \( AH \perp BC \), \( BH \perp AC \) и \( CH \perp AB \), висине троугла \( ABH \) леже на правама \( AC \) и \( BC \), па се секу у \( C \).

Најважније из лекције

  • Тежиште (\( T \)): Пресечна тачка тежишних дужи. Дели тежишну дуж у размери \( 2 : 1 \) почевши од темена ка страници.
  • Ортоцентар (\( H \)): Пресечна тачка правих које садрже висине. Зависно од троугла, налази се унутра (оштроугли), на темену правог угла (правоугли) или ван троугла (тупоугли).
  • Ојлерова права: Права којој припадају ортоцентар \( H \), тежиште \( T \) и центар описане кружнице \( O \), при чему важи \( HT = 2 \cdot TO \).
  • Значајне тачке: Код једнакокраког троугла леже на симетрали основице, а код једнакостраничног се све четири поклапају.
Тежишна дуж троугла је дуж чија је једна крајња тачка теме троугла, а друга средиште наспрамне странице. Сваки троугао има три тежишне дужи.
Тежиште троугла (\( T \)) је пресечна тачка све три тежишне дужи. Тежиште увек припада унутрашњој области троугла.
Тежиште дели сваку тежишну дуж у размери \( 2 : 1 \), посматрано од темена ка средишту наспрамне странице.
Ако су \( AA_1 \), \( BB_1 \) и \( CC_1 \) тежишне дужи троугла \( ABC \), тада важи: \[ AT : TA_1 = 2 : 1, \quad BT : TB_1 = 2 : 1, \quad CT : TC_1 = 2 : 1 \] Ово се може записати и као: \[ AT = 2 \cdot TA_1, \quad BT = 2 \cdot TB_1, \quad CT = 2 \cdot TC_1 \]
Ортоцентар троугла (\( H \)) је пресечна тачка свих правих које садрже висине троугла.
Положај ортоцентра у односу на троугао зависи од врсте углова тог троугла:
Врста троугла Положај ортоцентра
Оштроугли троугао Унутрашња област троугла
Правоугли троугао Теме правог угла тог троугла
Тупоугли троугао Спољашња област троугла
У сваком троуглу постоје четири значајне тачке:
  • Центар описане кружнице (\( O \)): пресек симетрала страница троугла;
  • Центар уписане кружнице (\( S \)): пресек симетрала унутрашњих углова троугла;
  • Тежиште (\( T \)): пресек тежишних дужи троугла;
  • Ортоцентар (\( H \)): пресек правих које садрже висине троугла.
Код једнакокраког троугла све четири значајне тачке припадају симетрали основице (која је уједно и симетрала угла при врху). Код једнакостраничног троугла све четири значајне тачке се поклапају у једној тачки.
Ојлерова права: Центар описане кружнице \( O \), тежиште \( T \) и ортоцентар \( H \) произвољног троугла припадају једној правој.
На Ојлеровој правој важи однос: \[ HT = 2 \cdot TO \]
Својства математичких објеката исказују се тврђењима. У геометрији се она често исказују у форми: ако је тачна претпоставка, онда је тачан закључак.
Доказ тврђења је расуђивање којим се од претпоставке, коришћењем познатих дефиниција и доказаних тврђења, долази до закључка.
Дефиниција представља увођење новог математичког објекта помоћу раније познатих објеката (нпр. "Четвороугао чије су наспрамне странице паралелне јесте паралелограм").

Задаци за вежбање

Лак: Дат је правоугли троугао \( ABC \) са правим углом код темена \( C \). Где се налази ортоцентар овог троугла?
Код правоуглог троугла, ортоцентар се увек поклапа са теменом правог угла тог троугла.
Одговор: Ортоцентар се налази у темену \( C \).
Средњи: Тежишна дуж \( AA_1 \) троугла \( ABC \) има дужину \( 18 \text{ cm} \). Ако је \( T \) тежиште тог троугла, одреди дужине дужи \( AT \) и \( TA_1 \).
Тежиште дели тежишну дуж у размери \( 2 : 1 \) почевши од темена, па важи \( AT = 2 \cdot TA_1 \).
Укупна дужина је \( AA_1 = AT + TA_1 = 3 \cdot TA_1 \).
\( 3 \cdot TA_1 = 18 \text{ cm} \Rightarrow TA_1 = 6 \text{ cm} \).
Дужина \( AT \) је дупло већа: \( AT = 2 \cdot 6 = 12 \text{ cm} \).
Одговор: \( AT = 12 \text{ cm} \) и \( TA_1 = 6 \text{ cm} \).
Тежак: Код произвољног троугла растојање између ортоцентра \( H \) и центра описане кружнице \( O \) износи \( 15 \text{ cm} \). Израчунај растојање од тежишта \( T \) до центра описане кружнице \( O \).
Тачке \( H \), \( T \) и \( O \) припадају Ојлеровој правој. Тежиште \( T \) се налази између тачака \( H \) и \( O \), тако да важи \( HO = HT + TO \).
Према правилу Ојлерове праве важи: \( HT = 2 \cdot TO \).
Заменом овог односа у прву једначину добијамо: \( HO = 2 \cdot TO + TO = 3 \cdot TO \).
\( 3 \cdot TO = 15 \text{ cm} \Rightarrow TO = 5 \text{ cm} \).
Одговор: Растојање од тежишта до центра описане кружнице је \( 5 \text{ cm} \).

Савладај
домаћи
уз хиљаде решења, лекција и тестова: