Корице уџбеника

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

Изабери решење задатка:

Задатак 4

Кратко решење

а)

\( O = 164 \text{ cm}, a = 40 \text{ cm} \) \( O = 2a + 2b \Rightarrow 164 = 2 \cdot 40 + 2b \) \( 164 = 80 + 2b \Rightarrow 2b = 84 \Rightarrow b = 42 \text{ cm} \) \( d^2 = a^2 + b^2 = 40^2 + 42^2 \) \( d^2 = 1600 + 1764 = 3364 \) \( d^2 = 58^2 \Rightarrow d = 58 \text{ cm} \)

б)

\( O = 34 \text{ cm}, d_1 = 8 \text{ cm} \) \( O = 4a \Rightarrow 34 = 4a \Rightarrow a = 8,5 \text{ cm} \) \( a^2 = (\frac{d_1}{2})^2 + (\frac{d_2}{2})^2 \) \( 8,5^2 = (\frac{8}{2})^2 + (\frac{d_2}{2})^2 \) \( 72,25 = 16 + (\frac{d_2}{2})^2 \Rightarrow (\frac{d_2}{2})^2 = 56,25 \) \( \frac{d_2}{2} = 7,5 \Rightarrow d_2 = 15 \text{ cm} \) \( P = \frac{d_1 \cdot d_2}{2} = \frac{8 \cdot 15}{2} = 60 \text{ cm}^2 \) \( P = a \cdot h \Rightarrow 60 = 8,5 \cdot h \) \( h = \frac{60}{8,5} = \frac{600}{85} = \frac{120}{17} \text{ cm} = 7\frac{1}{17} \text{ cm} \)

Детаљно решење

а) Дијагонала правоугаоника

Корак 1: Одређивање друге странице правоугаоника

Дати су обим правоугаоника \( O = 164 \text{ cm} \) и једна страница \( a = 40 \text{ cm} \). Користимо формулу за обим правоугаоника \( O = 2a + 2b \) како бисмо пронашли страницу \( b \): \[ 164 = 2 \cdot 40 + 2b \] \[ 164 = 80 + 2b \] \[ 2b = 164 - 80 \] \[ 2b = 84 \] \[ b = 42 \text{ cm} \]

Корак 2: Примена Питагорине теореме

Дијагонала \( d \), заједно са страницама \( a \) и \( b \), образује правоугли троугао где је \( d \) хипотенуза. Према Питагориној теореми: \[ d^2 = a^2 + b^2 \] \[ d^2 = 40^2 + 42^2 \] \[ d^2 = 1600 + 1764 \] \[ d^2 = 3364 \]

Корак 3: Израчунавање дужине дијагонале

Како бисмо нашли \( d \), потребно је одредити број чији је квадрат \( 3364 \). Пошто се број завршава цифром 4, корен се завршава са 2 или 8. Испробавањем: \[ 58^2 = 3364 \] \[ d = 58 \text{ cm} \]

б) Висина ромба

Корак 1: Одређивање странице ромба

Дати су обим ромба \( O = 34 \text{ cm} \) и једна дијагонала \( d_1 = 8 \text{ cm} \). Све странице ромба су једнаке, па из \( O = 4a \) следи: \[ 4a = 34 \] \[ a = 34 : 4 \] \[ a = 8,5 \text{ cm} \]

Корак 2: Израчунавање друге дијагонале

Дијагонале ромба се полове под правим углом. Посматрамо правоугли троугао чије су катете половине дијагонала (\( \frac{d_1}{2} \) и \( \frac{d_2}{2} \)), а хипотенуза је страница \( a \): \[ \left(\frac{d_1}{2}\right)^2 + \left(\frac{d_2}{2}\right)^2 = a^2 \] \[ \left(\frac{8}{2}\right)^2 + \left(\frac{d_2}{2}\right)^2 = 8,5^2 \] \[ 4^2 + \left(\frac{d_2}{2}\right)^2 = 72,25 \] \[ 16 + \left(\frac{d_2}{2}\right)^2 = 72,25 \] \[ \left(\frac{d_2}{2}\right)^2 = 72,25 - 16 = 56,25 \] Пошто је \( 7,5^2 = 56,25 \), имамо: \[ \frac{d_2}{2} = 7,5 \Rightarrow d_2 = 15 \text{ cm} \]

Корак 3: Израчунавање површине и висине

Површину ромба можемо израчунати на два начина: преко дијагонала и преко странице и висине. \[ P = \frac{d_1 \cdot d_2}{2} = \frac{8 \cdot 15}{2} = 4 \cdot 15 = 60 \text{ cm}^2 \] Сада користимо формулу \( P = a \cdot h \): \[ 60 = 8,5 \cdot h \] \[ h = \frac{60}{8,5} = \frac{600}{85} \] Скраћивањем разломка са 5 добијамо: \[ h = \frac{120}{17} \approx 7,06 \text{ cm} \] У облику мешовитог броја: \( h = 7 \frac{1}{17} \text{ cm} \).

Кратак запис решења:

а) \( 164 = 80 + 2b \Rightarrow b = 42 \); \( d = \sqrt{40^2 + 42^2} = \sqrt{3364} = 58 \text{ cm} \) б) \( a = 34/4 = 8,5 \); \( (\frac{d_2}{2})^2 = 8,5^2 - 4^2 = 56,25 \Rightarrow d_2 = 15 \); \( P = \frac{8 \cdot 15}{2} = 60 \); \( h = \frac{60}{8,5} = \frac{120}{17} \text{ cm} \)

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: