Корице уџбеника

II.3. Примена Питагорине Теореме На Правоугаоник, Квадрат И Ромб

Изабери решење задатка:

Задатак 3

Кратко решење

Дато: \( d_1 = 6 \text{ cm} \), \( d_2 = 8 \text{ cm} \). Тражи се: \( a \). Формула за страницу ромба: \[ a^2 = \left(\frac{d_1}{2}\right)^2 + \left(\frac{d_2}{2}\right)^2 \] Сунчичина грешка: \[ \frac{6^2}{2} + \frac{8^2}{2} \neq \left(\frac{6}{2}\right)^2 + \left(\frac{8}{2}\right)^2 \] Сунчица је квадрирала целе дијагонале па делила са 2, уместо да квадрира половине дијагонала. Ведранова грешка: \[ a^2 = 6^2 + 8^2 \] Ведран је користио целе дужине дијагонала као катете, а требало је да користи њихове половине. Тачан поступак: \[ a^2 = \left(\frac{6}{2}\right)^2 + \left(\frac{8}{2}\right)^2 = 3^2 + 4^2 = 9 + 16 = 25 \] \[ a^2 = 5^2 \Rightarrow a = 5 \text{ cm} \]

Детаљно решење

Корак 1: Анализа везе између страница и дијагонала ромба

Да бисмо пронашли грешке, прво морамо знати тачну примену Питагорине теореме на ромб. Дијагонале ромба се полове и секу под правим углом, формирајући четири подударна правоугла троугла. У сваком од тих троуглова, катете су половине дијагонала (\( \frac{d_1}{2} \) и \( \frac{d_2}{2} \)), а хипотенуза је страница ромба (\( a \)). Тачна формула гласи: \[ a^2 = \left(\frac{d_1}{2}\right)^2 + \left(\frac{d_2}{2}\right)^2 \]

Корак 2: Анализа Сунчичиног решења

Сунчица је започела израду изразом: \[ a^2 = \frac{6^2}{2} + \frac{8^2}{2} \] Грешка: Сунчица је квадрирала целе дијагонале, а затим их поделила са \( 2 \). Према формули, она је требало да прво подели дијагонале са \( 2 \) (да добије половине \( 3 \text{ cm} \) и \( 4 \text{ cm} \)), па тек онда да их квадрира. Дакле, \( \left(\frac{6}{2}\right)^2 \neq \frac{6^2}{2} \).

Корак 3: Анализа Ведрановог решења

Ведран је започео израду изразом: \[ a^2 = (6 \text{ cm})^2 + (8 \text{ cm})^2 \] Грешка: Ведран је применио Питагорину теорему као да су целе дијагонале катете правоуглог троугла. Заборавио је да се дијагонале ромба полове и да су катете правоуглог троугла заправо \( \frac{d_1}{2} = 3 \text{ cm} \) и \( \frac{d_2}{2} = 4 \text{ cm} \).

Корак 4: Тачно решење задатка

Израчунаћемо тачну вредност странице \( a \) како бисмо потврдили грешке: Половине дијагонала су: \[ \frac{d_1}{2} = \frac{6}{2} = 3 \text{ cm} \] \[ \frac{d_2}{2} = \frac{8}{2} = 4 \text{ cm} \] Примена Питагорине теореме: \[ a^2 = 3^2 + 4^2 \] \[ a^2 = 9 + 16 \] \[ a^2 = 25 \] \[ a^2 = 5^2 \] \[ a = 5 \text{ cm} \]

Кратак запис решења:

Сунчица: Грешка је у изразу \( \frac{d^2}{2} \). Требало је \( (\frac{d}{2})^2 \). Квадрирала је целе дијагонале па делила са 2. Ведран: Користио је целе дијагонале \( 6 \) и \( 8 \) као катете. Требало је користити половине \( 3 \) и \( 4 \). Тачно: \( a^2 = 3^2 + 4^2 = 9 + 16 = 25 \Rightarrow a = 5 \text{ cm} \).

Најважније из лекције

Применом Питагорине теореме на основне геометријске фигуре добијамо следеће важне обрасце:
  • Правоугаоник: Дијагонала и странице чине правоугли троугао. Важи: \( d^2 = a^2 + b^2 \).
  • Квадрат: Дијагонала и странице чине једнакокраки правоугли троугао. Важи: \( d = a\sqrt{2} \).
  • Ромб: Страница и половине дијагонала чине правоугли троугао. Важи: \( a^2 = \left(\frac{d_1}{2}\right)^2 + \left(\frac{d_2}{2}\right)^2 \).
Ове формуле омогућавају израчунавање непознатих елемената фигуре (страница или дијагонала) када су остали елементи познати.
Сваки правоугаоник је једном својом дијагоналом подељен на два подударна правоугла троугла. Катете тих троуглова су суседне странице правоугаоника (\(a\) и \(b\)), а хипотенуза је дијагонала правоугаоника (\(d\)).
Правоугаоник са страницама a и b. Повучена је дијагонала d која га дели на два правоугла троугла. Дијагонала d је хипотенуза, а странице a и b су катете.
\[ d^2 = a^2 + b^2 \]
Ако су странице правоугаоника \( a = 3 \text{ cm} \) и \( b = 4 \text{ cm} \), дужина дијагонале се рачуна на следећи начин: \[ d^2 = (3 \text{ cm})^2 + (4 \text{ cm})^2 \] \[ d^2 = 9 \text{ cm}^2 + 16 \text{ cm}^2 = 25 \text{ cm}^2 \] \[ d = \sqrt{25} \text{ cm} = 5 \text{ cm} \]
Израчунај дужину странице \(b\) правоугаоника ако је дијагонала \( d = 10 \text{ cm} \), а страница \( a = 8 \text{ cm} \).
На основу Питагорине теореме: \[ d^2 = a^2 + b^2 \] \[ 10^2 = 8^2 + b^2 \] \[ 100 = 64 + b^2 \] \[ b^2 = 100 - 64 = 36 \] \[ b = \sqrt{36} = 6 \text{ cm} \]
Сваки квадрат је својом дијагоналом подељен на два подударна једнакокрака правоугла троугла. Катете су странице квадрата (\(a\)), а хипотенуза је дијагонала (\(d\)).
Квадрат са страницама a. Повучена је дијагонала d која формира једнакокраки правоугли троугао чије су катете странице квадрата.
Полазна једначина је \( d^2 = a^2 + a^2 \), односно \( d^2 = 2a^2 \). Из ње се изводи директна веза: \[ d = a\sqrt{2} \]
Ако је страница квадрата \( a = 5 \text{ cm} \), дужина дијагонале је: \[ d = 5\sqrt{2} \text{ cm} \]
Израчунај дужину странице квадрата ако је његова дијагонала \( d = 8\sqrt{2} \text{ cm} \).
Користећи формулу \( d = a\sqrt{2} \): \[ 8\sqrt{2} = a\sqrt{2} \] Дељењем обе стране са \( \sqrt{2} \) добијамо: \[ a = 8 \text{ cm} \]
Дијагонале ромба се секу под правим углом и полове се. Оне деле ромб на четири подударна правоугла троугла. Катете тих троуглова су половине дијагонала (\( \frac{d_1}{2} \) и \( \frac{d_2}{2} \)), а хипотенуза је страница ромба (\(a\)).
Ромб са страницом a. Уцртане су обе дијагонале d1 и d2 које се секу под правим углом у центру. Истакнут је један од четири правоугла троугла чије су катете d1/2 и d2/2, а хипотенуза је a.
\[ a^2 = \left(\frac{d_1}{2}\right)^2 + \left(\frac{d_2}{2}\right)^2 \] Формула за површину ромба: \[ P = \frac{d_1 \cdot d_2}{2} = a \cdot h \]
Ако су дијагонале ромба \( d_1 = 8 \text{ cm} \) и \( d_2 = 6 \text{ cm} \), страница \(a\) се рачуна: \[ a^2 = \left(\frac{8}{2}\right)^2 + \left(\frac{6}{2}\right)^2 \] \[ a^2 = 4^2 + 3^2 = 16 + 9 = 25 \] \[ a = 5 \text{ cm} \]
Страница ромба је \( a = 13 \text{ cm} \), а једна дијагонала \( d_1 = 10 \text{ cm} \). Израчунај дужину друге дијагонале \(d_2\).
Применом Питагорине теореме на ромб: \[ a^2 = \left(\frac{d_1}{2}\right)^2 + \left(\frac{d_2}{2}\right)^2 \] \[ 13^2 = \left(\frac{10}{2}\right)^2 + \left(\frac{d_2}{2}\right)^2 \] \[ 169 = 5^2 + \left(\frac{d_2}{2}\right)^2 \] \[ 169 = 25 + \left(\frac{d_2}{2}\right)^2 \] \[ \left(\frac{d_2}{2}\right)^2 = 169 - 25 = 144 \] \[ \frac{d_2}{2} = \sqrt{144} = 12 \text{ cm} \] \[ d_2 = 12 \cdot 2 = 24 \text{ cm} \]

Задаци за вежбање

Лак задатак: Израчунај дијагоналу правоугаоника чије су странице дужине \( 6 \text{ cm} \) и \( 8 \text{ cm} \).
\[ d^2 = a^2 + b^2 \] \[ d^2 = 6^2 + 8^2 \] \[ d^2 = 36 + 64 = 100 \] \[ d = \sqrt{100} = 10 \text{ cm} \]
Средњи задатак: Израчунај површину квадрата ако је његова дијагонала \( d = 4\sqrt{2} \text{ cm} \).
Прво рачунамо страницу квадрата преко формуле за дијагоналу: \[ d = a\sqrt{2} \] \[ 4\sqrt{2} = a\sqrt{2} \Rightarrow a = 4 \text{ cm} \] Површина квадрата је: \[ P = a^2 = 4^2 = 16 \text{ cm}^2 \]
Тежак задатак: Обим ромба је \( 40 \text{ cm} \), а једна његова дијагонала износи \( 12 \text{ cm} \). Израчунај површину тог ромба.
1. Рачунамо страницу ромба из обима: \[ O = 4a \Rightarrow 40 = 4a \Rightarrow a = 10 \text{ cm} \] 2. Користимо Питагорину теорему да нађемо другу дијагоналу (\(d_1 = 12\)): \[ a^2 = \left(\frac{d_1}{2}\right)^2 + \left(\frac{d_2}{2}\right)^2 \] \[ 10^2 = \left(\frac{12}{2}\right)^2 + \left(\frac{d_2}{2}\right)^2 \] \[ 100 = 6^2 + \left(\frac{d_2}{2}\right)^2 \] \[ 100 = 36 + \left(\frac{d_2}{2}\right)^2 \] \[ \left(\frac{d_2}{2}\right)^2 = 64 \Rightarrow \frac{d_2}{2} = 8 \Rightarrow d_2 = 16 \text{ cm} \] 3. Рачунамо површину: \[ P = \frac{d_1 \cdot d_2}{2} = \frac{12 \cdot 16}{2} = \frac{192}{2} = 96 \text{ cm}^2 \]

Савладај
домаћи
уз хиљаде решења, лекција и тестова: