Корице уџбеника

IV.5. Значајне Тачке Троугла

Изабери решење задатка:

Задатак 4

Кратко решење

У троуглу \( OPQ \) дуж \( PP' \) је висина из \( P \) (нормала на \( OQ \)), а \( QQ' \) висина из \( Q \) (нормала на \( OP \)). Њихов пресек \( A \) је ортоцентар троугла \( OPQ \).Кроз ортоцентар пролази и трећа висина — она из темена \( O \) — па је \( OA \perp PQ \).

Детаљно решење

Шта је дато

Дат је оштар угао \( pOq \). Тачка \( P \) је на краку \( Op \), тачка \( Q \) на краку \( Oq \), обе различите од темена \( O \). Тачка \( P' \) је подножје нормале из \( P \) на крак \( Oq \), а \( Q' \) подножје нормале из \( Q \) на крак \( Op \). Тачка \( A \) је пресек дужи \( PP' \) и \( QQ' \).

Кључно запажање

Тачке \( O \), \( P \) и \( Q \) нису колинеарне (леже на двама различитим крацима угла), па оне чине троугао \( OPQ \). Погледајмо шта су дужи \( PP' \) и \( QQ' \) у том троуглу.Страница наспрам темена \( P \) јесте \( OQ \), а она лежи на краку \( Oq \). Дуж \( PP' \) је нормала из \( P \) на \( Oq \), дакле \( PP' \) је висина троугла \( OPQ \) из темена \( P \).Страница наспрам темена \( Q \) јесте \( OP \), а она лежи на краку \( Op \). Дуж \( QQ' \) је нормала из \( Q \) на \( Op \), дакле \( QQ' \) је висина троугла \( OPQ \) из темена \( Q \).

Закључак

Тачка \( A \) је пресек двеју висина троугла \( OPQ \), па је \( A \) ортоцентар тог троугла.Али све три висине троугла секу се у ортоцентру, значи и трећа висина — она из темена \( O \) — пролази кроз \( A \). Права \( OA \) је, дакле, права на којој лежи висина из темена \( O \), а та висина је нормална на наспрамну страницу \( PQ \).Зато је \[ OA \perp PQ, \] па се праве \( OA \) и \( PQ \) секу под правим углом.

Провера

Пошто је угао \( pOq \) оштар, троугао \( OPQ \) има оштар угао у темену \( O \), а подножја \( P' \) и \( Q' \) падају на саме краке, што и одговара опису задатка; у сваком случају (оштроугли или тупоугли троугао \( OPQ \)) права висине из \( O \) остаје нормална на \( PQ \), па је одговор увек \( 90^\circ \).

Кратак запис решења:

\( A \) је ортоцентар троугла \( OPQ \), па права \( OA \) садржи висину из \( O \), тј. \( OA \perp PQ \): угао је \( 90^\circ \).

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: