Корице уџбеника

IV.4. Тежишне Дужи, Тежиште И Ортоцентар Троугла

Изабери решење задатка:

Задатак 2

Кратко решење

а) Нетачно. Ортоцентар правоуглог троугла се поклапа са теменом правог угла, јер су катете истовремено и висине троугла. б) Тачно. Код оштроуглог троугла све висине се налазе унутар троугла, па се и њихов пресек (ортоцентар) налази у унутрашњој области. в) Нетачно. Пресек тежишних дужи је тежиште (\( T \)), док је ортоцентар (\( H \)) пресек висина. Ове тачке се разликују код већине троуглова. Увек тачно тврђење је под б).

Детаљно решење

Да бисмо одредили које је тврђење увек тачно, анализираћемо свако појединачно на основу дефиниција и својстава значајних тачака троугла.

Анализа тврђења под а)

Тврђење гласи: "Ортоцентар правоуглог троугла јесте теме једног од оштрих углова тог троугла." Ортоцентар (\( H \)) је тачка у којој се секу праве које садрже висине троугла. Код правоуглог троугла, две странице које граде прави угао (катете) су истовремено и висине троугла. Због тога се те две висине секу управо у темену правог угла. Дакле, ортоцентар правоуглог троугла се поклапа са теменом правог угла, а не оштрог. Ово тврђење је нетачно.

Анализа тврђења под б)

Тврђење гласи: "Ортоцентар оштроуглог троугла припада унутрашњој области троугла." Код оштроуглог троугла, сва три подножја висина налазе се на самим страницама троугла. Будући да су сви углови оштри, нормале из темена на наспрамне странице „падају“ унутар троугла. Њихова пресечна тачка, ортоцентар, увек се налази унутар граница које дефинишу странице троугла. Ово својство је дефинисано теоремом о ортоцентру за различите врсте троуглова. Ово тврђење је тачно.

Анализа тврђења под в)

Тврђење гласи: "Ортоцентар троугла јесте пресек тежишних дужи тог троугла." Ово тврђење меша две различите значајне тачке троугла. По дефиницији, пресек тежишних дужи назива се тежиште (\( T \)). С друге стране, ортоцентар је пресек правих које садрже висине троугла. Ове две тачке се поклапају само код једнакостраничног троугла, али пошто тврђење мора да важи за сваки троугао да би било „увек тачно“, ово је нетачно.

Кратак запис решења:

а) Нетачно (ортоцентар је теме правог угла). б) Тачно (код оштроуглог троугла \( H \) је увек унутра). в) Нетачно (пресек тежишних дужи је тежиште \( T \), а не ортоцентар). Тачан одговор је под б).

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: