Корице уџбеника

IV.4. Тежишне Дужи, Тежиште И Ортоцентар Троугла

Изабери решење задатка:

Задатак 1 (бесплатан)

Кратко решење

а) Нетачно. Тежиште се налази на тежишним дужима које пролазе кроз унутрашњост троугла, па се не може поклапати са теменом. б) Нетачно. Тежиште дели тежишну дуж у размери \( 2:1 \), рачунајући од темена, а не на два једнака дела. в) Тачно. Тежишне дужи припадају унутрашњој области троугла, па и њихов пресек (тежиште) припада унутрашњој области троугла. Тачно тврђење је под в).

Детаљно решење

Да бисмо утврдили које је тврђење тачно, анализираћемо једно по једно, подсећајући се својстава тежишта троугла.

Анализа тврђења под а)

Тврђење гласи: "Постоји троугао чије се тежиште поклапа са теменом." Тежишна дуж троугла је дуж која спаја теме са средиштем наспрамне странице. Све три тежишне дужи пролазе кроз унутрашњост троугла и секу се у једној тачки — тежишту. Пошто се тежиште налази на овим дужима између темена и странице, оно се не може поклапати ни са једним теменом. Зато је ово тврђење нетачно.

Анализа тврђења под б)

Тврђење гласи: "Тежиште троугла дели тежишну дуж на два једнака дела." На основу својстава тежишта, знамо да оно дели сваку тежишну дуж у размери \( 2:1 \), посматрано од темена ка средишту наспрамне странице. То значи да је део тежишне дужи од темена до тежишта дупло дужи од дела од тежишта до странице. Дакле, делови нису једнаки, па је ово тврђење нетачно.

Анализа тврђења под в)

Тврђење гласи: "Тежиште сваког троугла припада унутрашњој области троугла." Како свака тежишна дуж спаја теме са наспрамном страницом, она цела припада унутрашњој области троугла. Пошто се све три тежишне дужи секу у тежишту, следи да и њихов пресек мора припадати унутрашњој области троугла. Ово својство важи за све врсте троуглова (оштроугле, правоугле и тупоугле). Зато је ово тврђење тачно.

Кратак запис решења:

а) Нетачно, тежиште не може бити теме. б) Нетачно, тежиште дели тежишну дуж у односу \( 2:1 \). в) Тачно, тежиште је увек у унутрашњости троугла.

Најважније из лекције

  • Тежиште (\( T \)): Пресечна тачка тежишних дужи. Дели тежишну дуж у размери \( 2 : 1 \) почевши од темена ка страници.
  • Ортоцентар (\( H \)): Пресечна тачка правих које садрже висине. Зависно од троугла, налази се унутра (оштроугли), на темену правог угла (правоугли) или ван троугла (тупоугли).
  • Ојлерова права: Права којој припадају ортоцентар \( H \), тежиште \( T \) и центар описане кружнице \( O \), при чему важи \( HT = 2 \cdot TO \).
  • Значајне тачке: Код једнакокраког троугла леже на симетрали основице, а код једнакостраничног се све четири поклапају.
Тежишна дуж троугла је дуж чија је једна крајња тачка теме троугла, а друга средиште наспрамне странице. Сваки троугао има три тежишне дужи.
Тежиште троугла (\( T \)) је пресечна тачка све три тежишне дужи. Тежиште увек припада унутрашњој области троугла.
Тежиште дели сваку тежишну дуж у размери \( 2 : 1 \), посматрано од темена ка средишту наспрамне странице.
Ако су \( AA_1 \), \( BB_1 \) и \( CC_1 \) тежишне дужи троугла \( ABC \), тада важи: \[ AT : TA_1 = 2 : 1, \quad BT : TB_1 = 2 : 1, \quad CT : TC_1 = 2 : 1 \] Ово се може записати и као: \[ AT = 2 \cdot TA_1, \quad BT = 2 \cdot TB_1, \quad CT = 2 \cdot TC_1 \]
Ортоцентар троугла (\( H \)) је пресечна тачка свих правих које садрже висине троугла.
Положај ортоцентра у односу на троугао зависи од врсте углова тог троугла:
Врста троугла Положај ортоцентра
Оштроугли троугао Унутрашња област троугла
Правоугли троугао Теме правог угла тог троугла
Тупоугли троугао Спољашња област троугла
У сваком троуглу постоје четири значајне тачке:
  • Центар описане кружнице (\( O \)): пресек симетрала страница троугла;
  • Центар уписане кружнице (\( S \)): пресек симетрала унутрашњих углова троугла;
  • Тежиште (\( T \)): пресек тежишних дужи троугла;
  • Ортоцентар (\( H \)): пресек правих које садрже висине троугла.
Код једнакокраког троугла све четири значајне тачке припадају симетрали основице (која је уједно и симетрала угла при врху). Код једнакостраничног троугла све четири значајне тачке се поклапају у једној тачки.
Ојлерова права: Центар описане кружнице \( O \), тежиште \( T \) и ортоцентар \( H \) произвољног троугла припадају једној правој.
На Ојлеровој правој важи однос: \[ HT = 2 \cdot TO \]
Својства математичких објеката исказују се тврђењима. У геометрији се она често исказују у форми: ако је тачна претпоставка, онда је тачан закључак.
Доказ тврђења је расуђивање којим се од претпоставке, коришћењем познатих дефиниција и доказаних тврђења, долази до закључка.
Дефиниција представља увођење новог математичког објекта помоћу раније познатих објеката (нпр. "Четвороугао чије су наспрамне странице паралелне јесте паралелограм").

Задаци за вежбање

Лак: Дат је правоугли троугао \( ABC \) са правим углом код темена \( C \). Где се налази ортоцентар овог троугла?
Код правоуглог троугла, ортоцентар се увек поклапа са теменом правог угла тог троугла.
Одговор: Ортоцентар се налази у темену \( C \).
Средњи: Тежишна дуж \( AA_1 \) троугла \( ABC \) има дужину \( 18 \text{ cm} \). Ако је \( T \) тежиште тог троугла, одреди дужине дужи \( AT \) и \( TA_1 \).
Тежиште дели тежишну дуж у размери \( 2 : 1 \) почевши од темена, па важи \( AT = 2 \cdot TA_1 \).
Укупна дужина је \( AA_1 = AT + TA_1 = 3 \cdot TA_1 \).
\( 3 \cdot TA_1 = 18 \text{ cm} \Rightarrow TA_1 = 6 \text{ cm} \).
Дужина \( AT \) је дупло већа: \( AT = 2 \cdot 6 = 12 \text{ cm} \).
Одговор: \( AT = 12 \text{ cm} \) и \( TA_1 = 6 \text{ cm} \).
Тежак: Код произвољног троугла растојање између ортоцентра \( H \) и центра описане кружнице \( O \) износи \( 15 \text{ cm} \). Израчунај растојање од тежишта \( T \) до центра описане кружнице \( O \).
Тачке \( H \), \( T \) и \( O \) припадају Ојлеровој правој. Тежиште \( T \) се налази између тачака \( H \) и \( O \), тако да важи \( HO = HT + TO \).
Према правилу Ојлерове праве важи: \( HT = 2 \cdot TO \).
Заменом овог односа у прву једначину добијамо: \( HO = 2 \cdot TO + TO = 3 \cdot TO \).
\( 3 \cdot TO = 15 \text{ cm} \Rightarrow TO = 5 \text{ cm} \).
Одговор: Растојање од тежишта до центра описане кружнице је \( 5 \text{ cm} \).

Савладај
домаћи
уз хиљаде решења, лекција и тестова: