Корице уџбеника

II.5. Примена Питагорине Теореме На Трапез

Изабери решење задатка:

Задатак 2

Кратко решење

\( a, b \) - основице, \( c_1, c_2 \) - краци, \( h \) - висина

а)

\[ b = 3 \text{ cm} \] \[ a = 3 \text{ cm} + 1,5 \text{ cm} = 4,5 \text{ cm} \]

б)

Један крак је једнак висини: \[ c_1 = h = 2 \text{ cm} \] Други крак израчунавамо Питагорином теоремом: \[ c_2^2 = (1,5 \text{ cm})^2 + (2 \text{ cm})^2 = 2,25 \text{ cm}^2 + 4 \text{ cm}^2 = 6,25 \text{ cm}^2 \] \[ c_2^2 = (2,5 \text{ cm})^2 \] \[ c_2 = 2,5 \text{ cm} \]

в)

\[ h = 2 \text{ cm} \]

Детаљно решење

Формирање модела правоуглог трапеза

Да бисмо од једног правоугаоника и једног правоуглог троугла саставили правоугли трапез, морамо их спојити дуж страница једнаких дужина тако да образују једну заједничку висину. Правоугаоник има странице \( 3 \text{ cm} \) и \( 2 \text{ cm} \), док правоугли троугао има катете \( 1,5 \text{ cm} \) и \( 2 \text{ cm} \). Заједничка страница им је дужине \( 2 \text{ cm} \). Спајањем ових фигура дуж те странице добијамо трапез код кога је један крак нормалан на основице.

а) Дужине основица тог трапеза

Краћа основица трапеза (\( b \)) одговара горњој страници правоугаоника: \[ b = 3 \text{ cm} \] Дужа основица трапеза (\( a \)) састоји се од доње странице правоугаоника и једне катете правоуглог троугла (оне која лежи на истој правој): \[ a = 3 \text{ cm} + 1,5 \text{ cm} \] \[ a = 4,5 \text{ cm} \]

б) Дужине кракова тог трапеза

Правоугли трапез има два крака. Један крак је нормалан на основице и он је заправо висина трапеза. Његова дужина је једнака заједничкој страници од \( 2 \text{ cm} \). Други, коси крак (\( c \)), представља хипотенузу правоуглог троугла. Израчунавамо га применом Питагорине теореме: \[ c^2 = (1,5 \text{ cm})^2 + (2 \text{ cm})^2 \] \[ c^2 = 2,25 \text{ cm}^2 + 4 \text{ cm}^2 \] \[ c^2 = 6,25 \text{ cm}^2 \] Будући да је \( 2,5 \cdot 2,5 = 6,25 \), имамо: \[ c^2 = (2,5 \text{ cm})^2 \] \[ c = 2,5 \text{ cm} \] Дакле, дужине кракова су \( 2 \text{ cm} \) и \( 2,5 \text{ cm} \).

в) Дужину висине тог трапеза

Висина правоуглог трапеза (\( h \)) једнака је страници дуж које су фигуре спојене, као и краку који је нормалан на основице: \[ h = 2 \text{ cm} \]

Кратак запис решења:

а) \( b = 3 \text{ cm} \), \( a = 3 + 1,5 = 4,5 \text{ cm} \) б) \( c_1 = 2 \text{ cm} \), \( c_2^2 = 1,5^2 + 2^2 = 2,25 + 4 = 6,25 = 2,5^2 \Rightarrow c_2 = 2,5 \text{ cm} \) в) \( h = 2 \text{ cm} \)

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: