Корице уџбеника

IV.6. Правилни Многоуглови

Изабери решење задатка:

Задатак 7

Кратко решење

Унутрашњи угао правилног шестоугла је \( \frac{(6-2)\cdot 180^\circ}{6} = 120^\circ \), а све странице су једнаке. Троуглови \( ABC \), \( CDE \) и \( EFA \) су подударни по ставу СУС: \( AB = CD = EF \), \( \angle B = \angle D = \angle F = 120^\circ \), \( BC = DE = FA \). Из подударности следи \( AC = CE = EA \), па је троугао \( ACE \) једнакостраничан.

Детаљно решење

Шта треба доказати

Дат је правилан шестоугао \( ABCDEF \). Треба доказати да је троугао \( ACE \), који образују његова свака друга темена, једнакостраничан, то јест да је \( AC = CE = EA \).

Особине правилног шестоугла које користимо

Све странице су међусобно једнаке: \( AB = BC = CD = DE = EF = FA \). Сви унутрашњи углови су међусобно једнаки и износе \[ \frac{(6-2)\cdot 180^\circ}{6} = \frac{720^\circ}{6} = 120^\circ \]

Доказ (став СУС)

Посматрајмо троуглове \( ABC \), \( CDE \) и \( EFA \). Сваки од њих образују две суседне странице шестоугла и по једна дијагонала. За троуглове \( ABC \) и \( CDE \) важи: \( AB = CD \) (свака две странице шестоугла су међусобно једнаке),
\( \angle ABC = \angle CDE = 120^\circ \) (свака два угла шестоугла су међусобно једнака),
\( BC = DE \) (свака две странице шестоугла су међусобно једнаке). По ставу СУС следи \( \triangle ABC \cong \triangle CDE \), па је \( AC = CE \). На потпуно исти начин, из \( CD = EF \), \( \angle CDE = \angle EFA = 120^\circ \), \( DE = FA \) следи \( \triangle CDE \cong \triangle EFA \), па је \( CE = EA \).

Закључак

Из \( AC = CE \) и \( CE = EA \) следи \[ AC = CE = EA \] Дакле троугао \( ACE \) има све три странице једнаке, па је једнакостраничан, што је требало доказати.

Провера другим путем

До истог закључка се долази и преко углова: троуглови \( ABC \), \( CDE \) и \( EFA \) су једнакокраки са углом при врху \( 120^\circ \), па су им углови на основици по \( \frac{180^\circ - 120^\circ}{2} = 30^\circ \). Зато је сваки угао троугла \( ACE \) једнак \( 120^\circ - 30^\circ - 30^\circ = 60^\circ \). Троугао са сва три угла од \( 60^\circ \) јесте једнакостраничан — исти закључак.

Кратак запис решења:

\( \triangle ABC \cong \triangle CDE \cong \triangle EFA \) по СУС (једнаке странице шестоугла и углови по \( 120^\circ \)), па је \( AC = CE = EA \), то јест \( ACE \) је једнакостраничан.

Најважније из лекције

Кључне формуле за правилни многоугао са \( n \) темена:
Унутрашњи угао: \( \alpha_n = \frac{(n-2) \cdot 180^\circ}{n} \)
Спољашњи угао: \( \beta_n = \frac{360^\circ}{n} \)
Централни угао: \( \varphi_n = \frac{360^\circ}{n} \)
Сваки правилан многоугао има уписану и описану кружницу са истим центром. Правилан многоугао се може поделити на \( n \) карактеристичних једнакокраких троуглова чији су краци \( R \), основица \( a \) и висина \( r \). Код правилног шестоугла овај троугао је једнакостраничан, па је \( R = a \) и \( r = \frac{a\sqrt{3}}{2} \).
Правилан многоугао јесте многоугао чије су све странице једнаке и сви углови једнаки.
Унутрашњи угао \( \alpha_n \) правилног многоугла са \( n \) темена: \[ \alpha_n = \frac{(n - 2) \cdot 180^\circ}{n} \]
Спољашњи угао \( \beta_n \) правилног многоугла са \( n \) темена: \[ \beta_n = \frac{360^\circ}{n} \]
Ако се повећава број темена правилног многоугла, онда се повећава и мера унутрашњег угла тог многоугла. Сви спољашњи углови једног правилног многоугла су узајамно једнаки.
Сваки правилан многоугао је осно симетрична фигура. Осе симетрије су симетрале страница и симетрале унутрашњих углова тог многоугла. Број оса симетрије једнак је броју темена \( n \).
Око сваког правилног многоугла може се описати кружница и у сваки се може уписати кружница. Центри ових кружница се поклапају и та тачка се назива центар правилног многоугла.
  • Полупречник описане кружнице (\( R \)): дуж чије су крајње тачке центар многоугла и било које његово теме.
  • Полупречник уписане кружнице (\( r \)): дуж чије су крајње тачке центар многоугла и подножје нормале из центра на страницу многоугла.
Карактеристични троугао правилног многоугла јесте једнакокраки троугао чија су темена два суседна темена многоугла и центар многоугла. Правилан многоугао са \( n \) темена састоји се од \( n \) таквих подударних троуглова.
Приказ карактеристичног једнакокраког троугла правилног многоугла са означеним елементима: основицом a (страница многоугла), крацима R (полупречник описане кружнице), висином на основицу r (полупречник уписане кружнице) и централним углом при врху.
За карактеристични троугао важи:
  • основица је једнака страници многоугла (\( a \));
  • крак је једнак полупречнику описане кружнице (\( R \));
  • висина која одговара основици једнака је полупречнику уписане кружнице (\( r \));
  • углови налегли на основицу једнаки су половини унутрашњег угла (\( \frac{\alpha_n}{2} \));
  • угао при врху назива се централни угао (\( \varphi_n \)) и рачуна се као \( \varphi_n = \frac{360^\circ}{n} \).
Карактеристични троугао правилног шестоугла (\( n = 6 \)) је једнакостранични троугао чија је страница једнака страници тог шестоугла. За правилан шестоугао важи: \[ R = a, \quad r = \frac{a\sqrt{3}}{2} \]

Задаци за вежбање

Лак: Израчунај меру унутрашњег и спољашњег угла правилног осмоугла (\( n = 8 \)).
Спољашњи угао: \( \beta_8 = \frac{360^\circ}{8} = 45^\circ \).
Унутрашњи угао се може израчунати преко формуле или као суплементан спољашњем: \( \alpha_8 = 180^\circ - \beta_8 = 180^\circ - 45^\circ = 135^\circ \).
Средњи: Колико темена (страница) има правилан многоугао чији је унутрашњи угао \( 144^\circ \)?
Ако је унутрашњи угао \( 144^\circ \), онда је његов одговарајући спољашњи угао \( \beta_n = 180^\circ - 144^\circ = 36^\circ \).
Како важи формула \( \beta_n = \frac{360^\circ}{n} \), имамо: \[ 36^\circ = \frac{360^\circ}{n} \implies n = \frac{360^\circ}{36^\circ} = 10 \] Одговор: У питању је правилни десетоугао (има 10 темена).
Тежак: Дужина странице правилног шестоугла је \( 4\text{ cm} \). Израчунај дужину полупречника описане (\( R \)) и уписане (\( r \)) кружнице тог шестоугла.
Карактеристични троугао правилног шестоугла је једнакостраничан, па важе формуле:
\( R = a \)
\( r = \frac{a\sqrt{3}}{2} \)
Заменом \( a = 4\text{ cm} \) добијамо:
\( R = 4\text{ cm} \)
\( r = \frac{4\sqrt{3}}{2} = 2\sqrt{3}\text{ cm} \).

Савладај
домаћи
уз хиљаде решења, лекција и тестова: