Корице уџбеника

IV.6. Правилни Многоуглови

Изабери решење задатка:

Задатак 9

Кратко решење

Централна симетрија у односу на центар \( O \) пресликава свако теме у наспрамно: \( A \mapsto E \), \( B \mapsto F \), \( C \mapsto G \), \( D \mapsto H \) (и обрнуто). а) \( ABC \mapsto EFG \);
б) \( BCE \mapsto FGA \);
в) \( ACE \mapsto EGA \);
г) \( ADG \mapsto EHC \).

Детаљно решење

Како ради централна симетрија

Тачка \( O \) је центар правилног осмоугла \( ABCDEFGH \), дакле центар његове описане кружнице. Централна симетрија у односу на \( O \) пресликава сваку тачку \( X \) у тачку \( X_1 \) тако да је \( O \) средиште дужи \( XX_1 \). Код правилног осмоугла дијагонале које спајају наспрамна темена пролазе кроз центар \( O \) и он их полови (то се види и на слици: \( AE \), \( BF \), \( CG \), \( DH \) се секу у \( O \)). Зато централна симетрија у односу на \( O \) пресликава свако теме у њему наспрамно теме: \[ A \mapsto E, \quad B \mapsto F, \quad C \mapsto G, \quad D \mapsto H \] и обрнуто: \[ E \mapsto A, \quad F \mapsto B, \quad G \mapsto C, \quad H \mapsto D \] Троугао се пресликава тако што се пресликају сва три његова темена.

а) Троугао \( ABC \)

\( A \mapsto E \), \( B \mapsto F \), \( C \mapsto G \), па је тражени троугао \( EFG \).

б) Троугао \( BCE \)

\( B \mapsto F \), \( C \mapsto G \), \( E \mapsto A \), па је тражени троугао \( FGA \).

в) Троугао \( ACE \)

\( A \mapsto E \), \( C \mapsto G \), \( E \mapsto A \), па је тражени троугао \( EGA \).

г) Троугао \( ADG \)

\( A \mapsto E \), \( D \mapsto H \), \( G \mapsto C \), па је тражени троугао \( EHC \).

Провера

Централна симетрија је пресликавање које са собом даје идентитет ако се примени два пута. Проверимо то на примеру г): троугао \( EHC \) се пресликава у \( A D G \) (\( E \mapsto A \), \( H \mapsto D \), \( C \mapsto G \)), дакле натраг у полазни троугао. Исто важи и за остале случајеве, што потврђује решења. Осим тога, сваки од добијених троуглова подударан је полазном, као што и мора бити код централне симетрије.

Кратак запис решења:

Свако теме прелази у наспрамно (\( A \leftrightarrow E \), \( B \leftrightarrow F \), \( C \leftrightarrow G \), \( D \leftrightarrow H \)): а) \( EFG \); б) \( FGA \); в) \( EGA \); г) \( EHC \).

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: