Корице уџбеника

IV.5. Значајне Тачке Троугла

Изабери решење задатка:

Задатак 8

Кратко решење

Нека је \( CC_1 \) висина која полови угао \( C \). У троугловима \( AC_1C \) и \( BC_1C \) важи: \( \angle ACC_1 = \angle BCC_1 \) (претпоставка), \( CC_1 \) заједничка, \( \angle AC_1C = \angle BC_1C = 90^\circ \).По ставу УСУ ти троуглови су подударни, па је \( AC = BC \), тј. троугао је једнакокраки са врхом у \( C \).

Детаљно решење

Шта треба доказати

Дато: у троуглу \( ABC \) висина из темена \( C \), са подножјем \( C_1 \) на страници \( AB \), дели угао \( C \) на два једнака дела, тј. \[ \angle ACC_1 = \angle BCC_1. \]Треба доказати: троугао \( ABC \) је једнакокраки (са врхом у темену \( C \)), тј. \( AC = BC \).

Доказ

Пошто је \( CC_1 \) висина, важи \( CC_1 \perp AB \), па је \[ \angle AC_1C = \angle BC_1C = 90^\circ. \]Посматрајмо троуглове \( AC_1C \) и \( BC_1C \). У њима важи:\( \angle ACC_1 = \angle BCC_1 \) — по претпоставци (висина полови угао \( C \));\( CC_1 = CC_1 \) — заједничка страница тих двају троуглова;\( \angle AC_1C = \angle BC_1C = 90^\circ \) — јер је \( CC_1 \) висина.Дакле троуглови се подударају у једној страници и двама углима налеглим на ту страницу, па по ставу УСУ важи \[ \triangle AC_1C \cong \triangle BC_1C. \]Из подударности следи једнакост одговарајућих страница, а страници \( AC \) првог троугла одговара страница \( BC \) другог, па је \[ AC = BC. \]Троугао \( ABC \) има две једнаке странице, дакле он је једнакокраки са врхом у темену \( C \), што је и требало доказати.

Додатна последица (провера)

Из исте подударности следи и \( AC_1 = BC_1 \), тј. подножје те висине је уједно и средиште странице \( AB \) — висина је истовремено и тежишна дуж, баш као што је показано у Примеру 3 ове лекције. То је још једна потврда да је троугао једнакокраки.

Кратак запис решења:

По ставу УСУ (заједничка страница \( CC_1 \) и два налегла угла) је \( \triangle AC_1C \cong \triangle BC_1C \), одакле \( AC = BC \).

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: