Корице уџбеника

III.1. Примена Питагорине Теореме На Трапез

Лекција III.1 садржи следеће групе задатака:

Изабери решење задатка:

Задатак 1 (бесплатан)

Кратко решење

а) Правоугли трапез

\( a = 15 \text{ cm} \), \( b = 10 \text{ cm} \), \( h = 12 \text{ cm} \) Крак нормалан на основице (\( c \)): \[ c = h = 12 \text{ cm} \] Коси крак (\( d \)): \[ x = a - b = 15 - 10 = 5 \text{ cm} \] \[ d^2 = h^2 + x^2 = 12^2 + 5^2 = 144 + 25 = 169 \] \[ d = \sqrt{169} = 13 \text{ cm} \]

б) Једнакокраки трапез

\( a = 26 \text{ cm} \), \( b = 10 \text{ cm} \), \( h = 15 \text{ cm} \) Краци једнакокраког трапеза су једнаки (\( c \)): \[ x = \frac{a - b}{2} = \frac{26 - 10}{2} = \frac{\cancel{16}^8}{\cancel{2}_1} = 8 \text{ cm} \] \[ c^2 = h^2 + x^2 = 15^2 + 8^2 = 225 + 64 = 289 \] \[ c = \sqrt{289} = 17 \text{ cm} \]

Детаљно решење

Случај а) Правоугли трапез

Корак 1: Анализа података за правоугли трапез

На слици 5.1 а) приказан је правоугли трапез. Познате су нам дужине основица \( a = 15 \text{ cm} \), \( b = 10 \text{ cm} \) и висина \( h = 12 \text{ cm} \). Тражимо дужине кракова \( c \) и \( d \). Код правоуглог трапеза, крак који је нормалан на основице једнак је висини трапеза. Следи да је први крак: \[ c = h = 12 \text{ cm} \]

Корак 2: Примена Питагорине теореме за други крак

Да бисмо израчунали дужину другог крака (косог крака) \( d \), спустићемо висину из темена тупог угла на дужу основицу. Тиме добијамо правоугли троугао чија је хипотенуза крак \( d \), једна катета је висина \( h \), а друга катета је део дуже основице који ћемо означити са \( x \). Дужину катете \( x \) рачунамо као разлику основица: \[ x = a - b \] \[ x = 15 - 10 = 5 \text{ cm} \] Сада примењујемо Питагорину теорему на овај правоугли троугао: \[ d^2 = h^2 + x^2 \] \[ d^2 = 12^2 + 5^2 \] \[ d^2 = 144 + 25 \] \[ d^2 = 169 \] \[ d = \sqrt{169} \] \[ d = 13 \text{ cm} \] Краци правоуглог трапеза су \( 12 \text{ cm} \) и \( 13 \text{ cm} \).

Случај б) Једнакокраки трапез

Корак 1: Анализа података за једнакокраки трапез

На слици 5.1 б) приказан је једнакокраки трапез. Познате су нам дужине основица \( a = 26 \text{ cm} \), \( b = 10 \text{ cm} \) и висина \( h = 15 \text{ cm} \). Код једнакокраког трапеза оба крака су једнаких дужина, па ћемо их означити са \( c \). Тражимо дужину крака \( c \).

Корак 2: Примена Питагорине теореме

Ако спустимо висине из темена краће основице на дужу основицу, оне одсецају два подударна правоугла троугла на крајевима дуже основице. Хипотенуза ових троуглова је крак \( c \), једна катета је висина \( h \), а друга катета је део основице који ћемо означити са \( x \). Дужина катете \( x \) једнака је половини разлике основица: \[ x = \frac{a - b}{2} \] \[ x = \frac{26 - 10}{2} = \frac{\cancel{16}^8}{\cancel{2}_1} = 8 \text{ cm} \] Сада примењујемо Питагорину теорему на један од ових правоуглих троуглова: \[ c^2 = h^2 + x^2 \] \[ c^2 = 15^2 + 8^2 \] \[ c^2 = 225 + 64 \] \[ c^2 = 289 \] \[ c = \sqrt{289} \] \[ c = 17 \text{ cm} \] Оба крака једнакокраког трапеза су дужине \( 17 \text{ cm} \).

Кратак запис решења:

а) Правоугли трапез

\[ c = h = 12 \text{ cm} \] \[ x = 15 - 10 = 5 \text{ cm} \] \[ d = \sqrt{12^2 + 5^2} = \sqrt{144 + 25} = \sqrt{169} = 13 \text{ cm} \]

б) Једнакокраки трапез

\[ x = \frac{26 - 10}{2} = 8 \text{ cm} \] \[ c = d = \sqrt{15^2 + 8^2} = \sqrt{225 + 64} = \sqrt{289} = 17 \text{ cm} \]

Најважније из лекције

Применом Питагорине теореме на трапезе добијамо следеће кључне једнакости:
  • Једнакокраки трапез (за крак): \( c^2 = h^2 + \left( \frac{a - b}{2} \right)^2 \)
  • Једнакокраки трапез (за дијагоналу): \( d^2 = h^2 + \left( \frac{a + b}{2} \right)^2 \)
  • Правоугли трапез (за дужи крак): \( c^2 = h^2 + (a - b)^2 \)
Напомена: У овим формулама \( a \) представља дужу основицу, \( b \) краћу основицу, \( c \) крак, а \( h \) висину трапеза.
Једнакокраки трапез се помоћу висина (\( h \)) спуштених из темена краће основице може поделити на један правоугаоник и два подударна правоугла троугла.
Скица једнакокраког трапеза са спуштеним висинама h. Издвојен је правоугли троугао на крају трапеза чије су катете висина h и одсечак на основици (a-b)/2, док је хипотенуза крак c.
Катете ових правоуглих троуглова су висина трапеза \( h \) и дуж која представља полуразлику основица: \( x = \frac{a - b}{2} \). Хипотенуза је крак трапеза \( c \).
\[ c^2 = h^2 + \left( \frac{a - b}{2} \right)^2 \]
Ако су основице једнакокраког трапеза \( a = 12\text{ cm} \) и \( b = 4\text{ cm} \), а висина \( h = 3\text{ cm} \), крак рачунамо на следећи начин:
\( c^2 = 3^2 + \left( \frac{12 - 4}{2} \right)^2 \)
\( c^2 = 9 + 4^2 = 9 + 16 = 25 \)
\( c = 5\text{ cm} \)
Дијагонале једнакокраког трапеза су једнаке дужине. Дијагонала (\( d \)) са висином (\( h \)) и већим делом дуже основице гради правоугли троугао.
Дужина дела основице који представља другу катету износи \( a - \frac{a - b}{2} = \frac{a + b}{2} \).
\[ d^2 = h^2 + \left( \frac{a + b}{2} \right)^2 \]
Израчунај дужину дијагонале једнакокраког трапеза ако су основице \( 8\text{ cm} \) и \( 2\text{ cm} \), а висина \( 4\text{ cm} \).
Примењујемо формулу: \( d^2 = h^2 + \left( \frac{a + b}{2} \right)^2 \)
\( d^2 = 4^2 + \left( \frac{8 + 2}{2} \right)^2 \)
\( d^2 = 16 + 5^2 = 16 + 25 = 41 \)
Одговор: \( d = \sqrt{41}\text{ cm} \)
Правоугли трапез је трапез чији је један крак нормалан на основице. Тај крак је уједно и висина трапеза (\( h \)).
Скица правоуглог трапеза са висином h спуштеном из темена тупог угла. Трапез је подељен на правоугаоник и један правоугли троугао чије су катете h и (a-b), а хипотенуза је дужи крак c.
Спуштањем висине из темена тупог угла, трапез се дели на један правоугаоник и један правоугли троугао. Катете тог правоуглог троугла су висина \( h \) и разлика основица \( a - b \). Хипотенуза је дужи крак \( c \).
\[ c^2 = h^2 + (a - b)^2 \]
Ако су основице правоуглог трапеза \( a = 9\text{ cm} \) и \( b = 6\text{ cm} \), а висина \( h = 4\text{ cm} \), дужи крак добијамо овако:
\( c^2 = 4^2 + (9 - 6)^2 \)
\( c^2 = 16 + 3^2 = 16 + 9 = 25 \)
\( c = 5\text{ cm} \)

Задаци за вежбање

Лак: Израчунај висину правоуглог трапеза ако су његове основице \( a = 15\text{ cm} \) и \( b = 10\text{ cm} \), а дужи крак износи \( c = 13\text{ cm} \).
Користимо формулу за правоугли трапез: \( c^2 = h^2 + (a - b)^2 \)
\( 13^2 = h^2 + (15 - 10)^2 \)
\( 169 = h^2 + 5^2 \)
\( h^2 = 169 - 25 = 144 \)
Одговор: Висина трапеза је \( h = 12\text{ cm} \).
Средњи: Одреди обим једнакокраког трапеза чије су основице \( a = 14\text{ cm} \) и \( b = 6\text{ cm} \), а висина \( h = 3\text{ cm} \).
Да бисмо израчунали обим (\( O = a + b + 2c \)), прво морамо наћи крак \( c \).
\( c^2 = h^2 + \left( \frac{a - b}{2} \right)^2 \)
\( c^2 = 3^2 + \left( \frac{14 - 6}{2} \right)^2 = 9 + 4^2 = 9 + 16 = 25 \)
\( c = 5\text{ cm} \)
Сада рачунамо обим:
\( O = 14 + 6 + 2 \cdot 5 = 20 + 10 = 30 \)
Одговор: Обим је \( 30\text{ cm} \).
Тежак: Израчунај дужину дијагонале једнакокраког трапеза ако су његове основице \( a = 11\text{ cm} \) и \( b = 5\text{ cm} \), а дужина крака је \( c = 5\text{ cm} \).
1. корак: Прво морамо израчунати висину \( h \).
\( c^2 = h^2 + \left( \frac{a - b}{2} \right)^2 \)
\( 5^2 = h^2 + \left( \frac{11 - 5}{2} \right)^2 \)
\( 25 = h^2 + 3^2 \Rightarrow h^2 = 25 - 9 = 16 \Rightarrow h = 4\text{ cm} \)

2. корак: Рачунамо дијагоналу помоћу формуле: \( d^2 = h^2 + \left( \frac{a + b}{2} \right)^2 \)
\( d^2 = 4^2 + \left( \frac{11 + 5}{2} \right)^2 \)
\( d^2 = 16 + 8^2 = 16 + 64 = 80 \)
\( d = \sqrt{80} = \sqrt{16 \cdot 5} = 4\sqrt{5} \)
Одговор: Дужина дијагонале је \( 4\sqrt{5}\text{ cm} \).

Савладај
домаћи
уз хиљаде решења, лекција и тестова: