Лекција III.1 садржи следеће групе задатака:

Изабери решење задатка:

Задатак 1 (бесплатан)

Кратко решење

Нека је \( ABCD \) једнакокраки трапез са основицама \( AB \) и \( CD \) (\( AB \parallel CD \)) и крацима \( AD = BC \). Нека су \( DE \) и \( CF \) висине из темена \( D \) и \( C \) на основицу \( AB \) (\( DE \perp AB \), \( CF \perp AB \)). Нацртај једнакокраки трапез ABCD где су AB и CD паралелне основице, при чему је AB већа основица. Из темена D повуци нормалу на AB и обележи подножје са E. Из темена C повуци нормалу на AB и обележи подножје са F. Означи праве углове код темена E и F. 1. Четвороугао \( EFCD \): \( CD \parallel EF \) (основице трапеза су паралелне) \( DE \parallel CF \) (обе висине су нормалне на \( AB \)) \( \angle DEF = 90^\circ \) Четвороугао \( EFCD \) је правоугаоник \( \Rightarrow DE = CF \). 2. Посматрамо \( \triangle ADE \) и \( \triangle BCF \): \( \angle AED = \angle BFC = 90^\circ \) (јер су \( DE \) и \( CF \) висине) \( AD = BC \) (краци једнакокраког трапеза) \( DE = CF \) (наспрамне странице правоугаоника \( EFCD \)) На основу става ССУ (хипотенуза и катета правоуглог троугла): \( \triangle ADE \cong \triangle BCF \)

Детаљно решење

Корак 1: Цртање скице и означавање елемената

Нацртаћемо једнакокраки трапез \( ABCD \) са основицама \( AB \) и \( CD \) (\( AB \parallel CD \)) и крацима \( AD = BC \). Из темена мање основице, \( C \) и \( D \), спустићемо висине на већу основицу \( AB \). Тачке подножја тих висина обележићемо са \( E \) (подножје из темена \( D \)) и \( F \) (подножје из темена \( C \)).
Нацртај једнакокраки трапез ABCD где су AB и CD паралелне основице, при чему је AB већа основица. Из темена D повуци нормалу на AB и обележи подножје са E. Из темена C повуци нормалу на AB и обележи подножје са F. Означи праве углове код темена E и F.

Корак 2: Анализа насталог четвороугла у средини

Посматраћемо четвороугао \( EFCD \). Пошто су основице трапеза паралелне (\( AB \parallel CD \)), важи и да је \( EF \parallel CD \). Висине \( DE \) и \( CF \) су нормалне на основицу \( AB \), што значи да су паралелне међу собом (\( DE \parallel CF \)). Четвороугао коме су наспрамне странице паралелне је паралелограм. Пошто су углови код темена \( E \) и \( F \) прави (\( \angle DEF = \angle CFE = 90^\circ \)), овај паралелограм је правоугаоник. Из овога произилази да су висине једнаке (\( DE = CF \)).

Корак 3: Анализа насталих троуглова

Спуштањем висина добили смо два троугла на крајевима трапеза: \( \triangle ADE \) и \( \triangle BCF \). Пошто су висине \( DE \) и \( CF \) нормалне на основицу \( AB \), углови код темена \( E \) и \( F \) у овим троугловима су прави (\( \angle AED = \angle BFC = 90^\circ \)). Дакле, у питању су правоугли троуглови.

Корак 4: Доказивање подударности правоуглих троуглова

Да бисмо утврдили да ли су ова два правоугла троугла подударна, упоредићемо њихове елементе: 1. Хипотенузе ових троуглова су краци једнакокраког трапеза, па су једнаке (\( AD = BC \)). 2. Катете \( DE \) и \( CF \) су висине трапеза (и наспрамне странице правоугаоника), па су такође једнаке (\( DE = CF \)). 3. Оба троугла имају прав угао (\( \angle AED = \angle BFC = 90^\circ \)). Према ставу ССУ (страница-страница-угао наспрам веће странице, што важи за хипотенузу и катету правоуглог троугла), закључујемо да су троуглови \( \triangle ADE \) и \( \triangle BCF \) подударни.

Корак 5: Закључак

Доказали смо да средишњи део представља правоугаоник, а да су бочни делови два подударна правоугла троугла.

Кратак запис решења:

Нека је \( ABCD \) једнакокраки трапез (\( AD = BC \)) и \( DE \perp AB \), \( CF \perp AB \). \( CD \parallel EF \) и \( DE \parallel CF \), са угловима од \( 90^\circ \), па је \( EFCD \) правоугаоник и \( DE = CF \). За \( \triangle ADE \) и \( \triangle BCF \) важи: \( \angle AED = \angle BFC = 90^\circ \) \( AD = BC \) \( DE = CF \) Према ставу ССУ следи \( \triangle ADE \cong \triangle BCF \).

Најважније из лекције

Кључно правило: При множењу степена једнаких основа, основа остаје иста, а изложиоци се сабирају: \( a^m \cdot a^n = a^{m+n} \).
Груписање: Ако имамо више различитих основа у производу, множимо само оне који имају исту основу. Пример: \( a^2 \cdot b^3 \cdot a^4 = a^6 \cdot b^3 \).
Сабирање: Код сабирања или одузимања степена не постоји правило за сабирање изложилаца. Уместо тога, користи се дистрибутивност. Пример: \( 4 \cdot 7^2 + 5 \cdot 7^2 = (4+5) \cdot 7^2 = 9 \cdot 7^2 \).
Производ степена једнаких основа јесте степен чија је основа једнака основи чинилаца, а изложилац једнак збиру изложилаца чинилаца.
\[ a^m \cdot a^n = a^{m+n} \] За \( a \in \mathbb{R} \) и \( m, n \in \mathbb{N} \)
Уместо да рачунамо вредности, степене са истом основом можемо помножити сабирањем њихових изложилаца: \[ 2^4 \cdot 2^3 = 2^{4+3} = 2^7 \] \[ (-2,3)^3 \cdot (-2,3)^5 = (-2,3)^{3+5} = (-2,3)^8 \]
Који природан број треба да замени знак \(\square\) тако да једнакост буде тачна?
\( \left(\frac{5}{8}\right)^5 \cdot \left(\frac{5}{8}\right)^{\square} = \left(\frac{5}{8}\right)^{12} \)
Одговор: Број 7, јер је \( 5 + 7 = 12 \), па важи: \[ \left(\frac{5}{8}\right)^5 \cdot \left(\frac{5}{8}\right)^7 = \left(\frac{5}{8}\right)^{5+7} = \left(\frac{5}{8}\right)^{12} \]
За множење више од два степена користе се својства комутативности и асоцијативности множења. То значи да можемо груписати чиниоце који имају исту основу и њих помножити.
Степен без написаног изложиоца подразумева да је изложилац број 1. На пример: \( x = x^1 \).
Множење више степена исте основе: \[ 3^5 \cdot 3^4 \cdot 3^2 = 3^{5+4+2} = 3^{11} \] Груписање израза са различитим основама: \[ a^2 \cdot b^4 \cdot a^3 \cdot b^2 = (a^2 \cdot a^3) \cdot (b^4 \cdot b^2) = a^{2+3} \cdot b^{4+2} = a^5 \cdot b^6 \]
Упрости израз: \( x^3 \cdot y \cdot x^4 \cdot y^5 \)
Групишемо степене са основом \(x\) и степене са основом \(y\) (имајући у виду да је \( y = y^1 \)): \[ x^3 \cdot y^1 \cdot x^4 \cdot y^5 = (x^3 \cdot x^4) \cdot (y^1 \cdot y^5) = x^{3+4} \cdot y^{1+5} = x^7 \cdot y^6 \]
Не постоји опште правило за сабирање степена с једнаким основама! Изложиоци се не смеју сабирати када се степени сабирају.
У неким случајевима, приликом израчунавања збира или разлике степена, може се применити својство дистрибутивности (извлачење заједничког чиниоца).
Сабирање истих степена: \[ 3^7 + 3^7 = 1 \cdot 3^7 + 1 \cdot 3^7 = (1 + 1) \cdot 3^7 = 2 \cdot 3^7 \] Извлачење заједничког чиниоца: \[ 5 \cdot 2^{10} - 3 \cdot 2^{10} = (5 - 3) \cdot 2^{10} = 2 \cdot 2^{10} = 2^{1+10} = 2^{11} \]
Упрости израз: \( 7 \cdot 5^4 + 3 \cdot 5^4 - 5^4 \)
Примењујемо својство дистрибутивности, знајући да је \( - 5^4 = - 1 \cdot 5^4 \): \[ (7 + 3 - 1) \cdot 5^4 = 9 \cdot 5^4 \]
Степени са основом 10 имају посебне називе. У Србији се користи европски систем назива (који се разликује од америчког).
Степен Назив (Европски систем)
\( 10^6 \) милион
\( 10^9 \) милијарда
\( 10^{12} \) билион
\( 10^{15} \) билијарда
\( 10^{18} \) трилион
Конверзија јединица запремине такође користи степене десетке: \( 1\text{ l} = 1\text{ dm}^3 = 10^6\text{ mm}^3 \).

Задаци за вежбање

Лак: Представи у облику једног степена израз: \( (-4)^3 \cdot (-4)^7 \)
Основе су једнаке, па сабирамо изложиоце: \[ (-4)^3 \cdot (-4)^7 = (-4)^{3+7} = (-4)^{10} \]
Средњи: Упрости следећи израз: \( x^5 \cdot y^2 \cdot x \cdot y^3 \cdot z^4 \)
Групишемо чиниоце са истим основама (подсећамо се да је \( x = x^1 \)): \[ (x^5 \cdot x^1) \cdot (y^2 \cdot y^3) \cdot z^4 = x^{5+1} \cdot y^{2+3} \cdot z^4 = x^6 \cdot y^5 \cdot z^4 \]
Тежак: Израчунај вредност израза: \( 5 \cdot 2^6 - 3 \cdot 2^6 \) и резултат запиши у облику степена.
Примењујемо дистрибутивност (извлачимо заједнички део \(2^6\) испред заграде): \[ (5 - 3) \cdot 2^6 = 2 \cdot 2^6 \] Како је \( 2 = 2^1 \), даље примењујемо правило за множење степена истих основа: \[ 2^1 \cdot 2^6 = 2^{1+6} = 2^7 \]

Савладај
домаћи
уз хиљаде решења, лекција и тестова: