Изабери решење задатка:

Задатак 4

Кратко решење

а)
Нацртати правоугаоник \(ABCD\) са страницама \(a = 40 \text{ cm}\) и \(b\) (непознато) и уцртати дијагоналу \(d = AC\). Дијагонала дели правоугаоник на два правоугла троугла са катетама \(a\) и \(b\) и хипотенузом \(d\).\[ O = 2a + 2b \]\[ 164 = 2 \cdot 40 + 2b \Rightarrow 2b = 84 \Rightarrow b = 42 \text{ cm} \]\[ d^2 = a^2 + b^2 = 40^2 + 42^2 = 1600 + 1764 = 3364 \]\[ d = \sqrt{3364} = 58 \text{ cm} \]
б)
Нацртати ромб \(ABCD\) са дијагоналама \(AC\) и \(BD\) које се секу у тачки \(S\) под правим углом. Означити \(BD = d_1 = 8 \text{ cm}\) и другу дијагоналу \(AC = d_2\). Из темена \(D\) повући висину \(h\) на страницу \(AB\).\[ O = 4a \Rightarrow a = \frac{34}{4} = 8,5 \text{ cm} \]\[ a^2 = \left(\frac{d_1}{2}\right)^2 + \left(\frac{d_2}{2}\right)^2 \]\[ 8,5^2 = 4^2 + \left(\frac{d_2}{2}\right)^2 \]\[ 72,25 = 16 + \left(\frac{d_2}{2}\right)^2 \]\[ \left(\frac{d_2}{2}\right)^2 = 56,25 \Rightarrow \frac{d_2}{2} = 7,5 \Rightarrow d_2 = 15 \text{ cm} \]\[ P = \frac{d_1 \cdot d_2}{2} = \frac{8 \cdot 15}{2} = 60 \text{ cm}^2 \]\[ P = a \cdot h \Rightarrow h = \frac{P}{a} = \frac{60}{8,5} = \frac{120}{17} \text{ cm} \]

Детаљно решење

а)

Корак 1: Скица


Нацртати правоугаоник \(ABCD\) са страницама \(a = 40 \text{ cm}\) и \(b\) (непознато) и уцртати дијагоналу \(d = AC\). Дијагонала дели правоугаоник на два правоугла троугла са катетама \(a\) и \(b\) и хипотенузом \(d\).

Корак 2: Одређујемо другу страницу

Обим правоугаоника рачунамо по формули \(O = 2a + 2b\). \[ 164 = 2 \cdot 40 + 2b \] \[ 164 = 80 + 2b \] \[ 2b = 84 \] \[ b = 42 \text{ cm} \]

Корак 3: Примењујемо Питагорину теорему

Дијагонала је хипотенуза правоуглог троугла чије су катете \(a\) и \(b\), па важи \(d^2 = a^2 + b^2\). \[ d^2 = 40^2 + 42^2 \] \[ d^2 = 1600 + 1764 \] \[ d^2 = 3364 \] Дужина дијагонале је позитивно решење ове једначине: \[ d = \sqrt{3364} = 58 \text{ cm} \]

б)

Корак 1: Скица


Нацртати ромб \(ABCD\) са дијагоналама \(AC\) и \(BD\) које се секу у тачки \(S\) под правим углом. Означити \(BD = d_1 = 8 \text{ cm}\) и другу дијагоналу \(AC = d_2\). Из темена \(D\) повући висину \(h\) на страницу \(AB\).

Корак 2: Одређујемо страницу ромба

Ромб има четири једнаке странице, па је \(O = 4a\). \[ a = \frac{34}{4} = 8,5 \text{ cm} \]

Корак 3: Одређујемо другу дијагоналу

Дијагонале ромба се полове и секу под правим углом, па добијамо правоугле троуглове са катетама \(\frac{d_1}{2}\) и \(\frac{d_2}{2}\) и хипотенузом \(a\): \[ a^2 = \left(\frac{d_1}{2}\right)^2 + \left(\frac{d_2}{2}\right)^2 \] \[ 8,5^2 = \left(\frac{8}{2}\right)^2 + \left(\frac{d_2}{2}\right)^2 \] \[ 72,25 = 16 + \left(\frac{d_2}{2}\right)^2 \] \[ \left(\frac{d_2}{2}\right)^2 = 72,25 - 16 = 56,25 \] \[ \frac{d_2}{2} = \sqrt{56,25} = 7,5 \text{ cm} \] \[ d_2 = 2 \cdot 7,5 = 15 \text{ cm} \]

Корак 4: Рачунамо површину ромба

\[ P = \frac{d_1 \cdot d_2}{2} = \frac{8 \cdot 15}{2} = 60 \text{ cm}^2 \]

Корак 5: Одређујемо висину

Површину ромба можемо написати и као \(P = a \cdot h\), одакле је: \[ h = \frac{P}{a} = \frac{60}{8,5} = \frac{120}{17} \text{ cm} \]

Кратак запис решења:

а)

\[ 164 = 2 \cdot 40 + 2b \Rightarrow b = 42 \text{ cm} \] \[ d^2 = 40^2 + 42^2 = 1600 + 1764 = 3364 \Rightarrow d = 58 \text{ cm} \]

б)

\[ a = \frac{34}{4} = 8,5 \text{ cm} \] \[ 8,5^2 = 4^2 + \left(\frac{d_2}{2}\right)^2 \Rightarrow \left(\frac{d_2}{2}\right)^2 = 56,25 \Rightarrow d_2 = 15 \text{ cm} \] \[ P = \frac{8 \cdot 15}{2} = 60 \text{ cm}^2 \] \[ h = \frac{P}{a} = \frac{60}{8,5} = \frac{120}{17} \text{ cm} \]

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: