Изабери решење задатка:

Задатак 1 (бесплатан)

Кратко решење

\( c \parallel d \implies AB \parallel CD \) \( a \parallel b \implies AD \parallel BC \) Дијагонала \( AC \) је заједничка трансверзала. Нацртај две хоризонталне паралелне праве. Доња права нека буде означена са c, а горња права са d. Затим нацртај друге две паралелне праве, a и b, које секу праве c и d. Праве a и b треба да буду укошене, са позитивним нагибом, протежући се од доле лево ка горе десно. Означи тачке пресека: тачку A као пресек праве a и праве c (доле лево), тачку B као пресек праве b и праве c (доле десно), тачку C као пресек праве b и праве d (горе десно) и тачку D као пресек праве a и праве d (горе лево). Ове четири тачке формирају паралелограм ABCD. Повуци дијагоналу (дуж) AC, која спаја темена A и C. Означи угао BAC и угао DCA истим знаком, користећи једну малу цртицу или ознаку код темена угла, између кракова. Означи угао BCA и угао DAC другим знаком, користећи две мале цртице или ознаке код темена угла, између кракова. \( AB \parallel CD \implies \sphericalangle BAC = \sphericalangle DCA \) (наизменични углови) \( AD \parallel BC \implies \sphericalangle DAC = \sphericalangle BCA \) (наизменични углови) \( AC = CA \) (заједничка страница)\[ \left. \begin{array}{l} \sphericalangle BAC = \sphericalangle DCA \\ AC = CA \\ \sphericalangle BCA = \sphericalangle DAC \end{array} \right\} \stackrel{\text{УСУ}}{\implies} \Delta ABC \cong \Delta CDA \]\( \Delta ABC \cong \Delta CDA \implies AB = CD \text{ и } BC = AD \)

Детаљно решење

Уочавање геометријских својстава и помоћна конструкција

Посматрамо четвороугао \( ABCD \) чија су темена одређена пресецима паралелних правих: \( A = a \cap c \), \( B = b \cap c \), \( C = b \cap d \) и \( D = a \cap d \). Како је \( a \parallel b \), следи да је \( AD \parallel BC \). Како је \( c \parallel d \), следи да је \( AB \parallel CD \). Дакле, четвороугао \( ABCD \) је паралелограм. Повуцимо дијагоналу \( AC \).
Нацртај две хоризонталне паралелне праве. Доња права нека буде означена са c, а горња права са d. Затим нацртај друге две паралелне праве, a и b, које секу праве c и d. Праве a и b треба да буду укошене, са позитивним нагибом, протежући се од доле лево ка горе десно. Означи тачке пресека: тачку A као пресек праве a и праве c (доле лево), тачку B као пресек праве b и праве c (доле десно), тачку C као пресек праве b и праве d (горе десно) и тачку D као пресек праве a и праве d (горе лево). Ове четири тачке формирају паралелограм ABCD. Повуци дијагоналу (дуж) AC, која спаја темена A и C. Означи угао BAC и угао DCA истим знаком, користећи једну малу цртицу или ознаку код темена угла, између кракова. Означи угао BCA и угао DAC другим знаком, користећи две мале цртице или ознаке код темена угла, између кракова.

Једнакост углова на трансверзали

Права \( AC \) је трансверзала за два пара паралелних правих: 1. За паралелне праве \( c \) и \( d \) (\( AB \parallel CD \)), углови \( \sphericalangle BAC \) и \( \sphericalangle DCA \) су наизменични углови, па су једнаки: \[ \sphericalangle BAC = \sphericalangle DCA \] 2. За паралелне праве \( a \) и \( b \) (\( AD \parallel BC \)), углови \( \sphericalangle DAC \) и \( \sphericalangle BCA \) су такође наизменични углови, па су једнаки: \[ \sphericalangle DAC = \sphericalangle BCA \]

Доказивање подударности троуглова

Посматрајмо троуглове \( \Delta ABC \) и \( \Delta CDA \): - углови \( \sphericalangle BAC \) и \( \sphericalangle DCA \) су једнаки; - страница \( AC \) је заједничка за оба троугла (\( AC = CA \)); - углови \( \sphericalangle BCA \) и \( \sphericalangle DAC \) су једнаки. Према ставу подударности УСУ (угао - страница - угао), закључујемо да су троуглови подударни: \[ \Delta ABC \cong \Delta CDA \]

Закључак

Из подударности троуглова \( \Delta ABC \cong \Delta CDA \) следи једнакост одговарајућих страница које се налазе наспрам једнаких углова: - наспрам једнаких углова \( \sphericalangle BCA \) и \( \sphericalangle DAC \) налазе се странице \( AB \) и \( CD \), па важи: \[ AB = CD \] - наспрам једнаких углова \( \sphericalangle BAC \) и \( \sphericalangle DCA \) налазе се странице \( BC \) и \( AD \), па важи: \[ BC = AD \] Овим је тврђење доказано.

Кратак запис решења:

\( AB \parallel CD \implies \sphericalangle BAC = \sphericalangle DCA \) \( AD \parallel BC \implies \sphericalangle BCA = \sphericalangle DAC \) \( AC = CA \) \( \stackrel{\text{УСУ}}{\implies} \Delta ABC \cong \Delta CDA \implies AB = CD \text{ и } BC = AD \)

Најважније из лекције

  • Талесова теорема: Дужи које међусобно паралелне праве одсецају на једној правој, пропорционалне су одговарајућим дужима које те праве одсецају на било којој другој правој (\( \frac{AB}{CD} = \frac{A_1B_1}{C_1D_1} \)).
  • Праве које се секу: Ако паралелне праве секу краке угла са теменом у \(O\), онда су одсечци на једном краку пропорционални одсечцима на другом краку (\( \frac{OA}{OB} = \frac{OA_1}{OB_1} \)), али важи и пропорција за саме паралелне дужи (\( \frac{OA}{OB} = \frac{AA_1}{BB_1} \)).
  • Подела дужи: Коришћењем Талесове теореме, конструисањем помоћне полуправе, наношењем једнаких делова и повлачењем паралелних правих, свака дуж се може тачно геометријски поделити у било којој задатој размери \(m:n\).
Ако две или више паралелних правих секу две праве (трансверзале), онда су дужи које те паралелне праве одсецају на једној трансверзали пропорционалне одговарајућим дужима које оне одсецају на другој трансверзали.
Нека паралелне праве \(a, b, c\) и \(d\) секу праву \(p\) у тачкама \(A, B, C\) и \(D\), а праву \(p_1\) у тачкама \(A_1, B_1, C_1\) и \(D_1\). Тада важи: \[ \frac{AB}{CD} = \frac{A_1B_1}{C_1D_1} \]
Две трансверзале, праве p и p_1, нису међусобно паралелне. Оне су пресечене са четири међусобно паралелне праве a, b, c, d. Права a спаја тачку A на трансверзали p и тачку A_1 на трансверзали p_1. Права b спаја тачку B на p и тачку B_1 на p_1. Права c спаја тачку C на p и тачку C_1 на p_1. Права d спаја тачку D на p и тачку D_1 на p_1. Тачке A, B, C, D су поређане редом дуж праве p, а тачке A_1, B_1, C_1, D_1 су поређане редом дуж праве p_1. Паралелне праве a, b, c, d су распоређене равномерно и протежу се изван трансверзала, јасно дефинишући дужи AB, BC, CD на p и A_1B_1, B_1C_1, C_1D_1 на p_1.
На правој \(p\) дате су тачке \(A, B, C\), а на правој \(q\) тачке \(A_1, B_1, C_1\), тако да је \(AA_1 \parallel BB_1 \parallel CC_1\). Ако је \(AB = 5 \text{ cm}\), \(BC = 3 \text{ cm}\) и \(A_1B_1 = 7,5 \text{ cm}\), израчунај дужину дужи \(B_1C_1\).
На основу Талесове теореме важи пропорција: \[ \frac{AB}{BC} = \frac{A_1B_1}{B_1C_1} \] Заменом познатих вредности добијамо: \[ \frac{5}{3} = \frac{7,5}{B_1C_1} \] \[ 5 \cdot B_1C_1 = 3 \cdot 7,5 \] \[ 5 \cdot B_1C_1 = 22,5 \implies B_1C_1 = 4,5 \text{ cm} \]
Нека се праве \(p\) и \(p_1\) секу у тачки \(O\). Ако паралелне праве \(a\) и \(b\) секу праву \(p\) у тачкама \(A\) и \(B\), а праву \(p_1\) у тачкама \(A_1\) и \(B_1\), тада су одговарајуће дужи на тим правима пропорционалне.
За овакву конфигурацију правих важе следеће једнакости: \[ \frac{OA}{OB} = \frac{OA_1}{OB_1} = \frac{AA_1}{BB_1} \] Такође, важи и: \[ \frac{OA}{OA_1} = \frac{OB}{OB_1} = \frac{AB}{A_1B_1} \]
Нацртај угао са теменом у тачки O, који се отвара на десно. Његови краци су две праве, означене као p и p_1, које излазе из тачке O. Права p је доњи крак, а права p_1 је горњи крак угла.
Две међусобно паралелне праве, означене као a и b, пресецају оба крака угла.
Права a пресеца крак p у тачки A и крак p_1 у тачки A_1.
Права b пресеца крак p у тачки B и крак p_1 у тачки B_1.
Позиционирај тачке тако да је тачка A између O и B на правој p, а тачка A_1 између O и B_1 на правој p_1.
Права a пролази кроз тачке A и A_1, док права b пролази кроз тачке B и B_1.
Јасно означи све тачке O, A, A_1, B, B_1 и праве p, p_1, a, b.
У цртежу су формирана два троугла, `\triangle OAA_1` и `\triangle OBB_1`, са заједничким теменом O.
Праве \(p\) и \(q\) секу се у тачки \(T\). Паралелне праве сечу ове краке у тачкама \(P\) и \(Q\) (ближе тачки \(T\)), односно \(R\) и \(S\). Ако је \(TP = 3 \text{ cm}\), \(PR = 2 \text{ cm}\) (те је \(TR = 5 \text{ cm}\)) и \(PQ = 4 \text{ cm}\), израчунај дужину паралелне дужи \(RS\).
Пошто су праве кроз \(P,Q\) и \(R,S\) паралелне, важи: \[ \frac{TP}{TR} = \frac{PQ}{RS} \] \[ \frac{3}{5} = \frac{4}{RS} \] \[ 3 \cdot RS = 20 \implies RS = \frac{20}{3} = 6 \frac{2}{3} \text{ cm} \]
Талесова теорема нам омогућава да дату дуж геометријски поделимо на произвољан број једнаких делова или у било којој размери \(m:n\) (где су \(m, n\) природни бројеви).
Из једне крајње тачке дужи \(AB\) (нпр. тачке \(A\)) конструишемо произвољну полуправу \(Ax\).
Ако делимо дуж у размери \(m:n\), на полуправој \(Ax\) надовезујемо \(m+n\) једнаких сегмената произвољне дужине, обележавајући тачке \(X_1, X_2, \dots, X_{m+n}\).
Спајамо последњу тачку \(X_{m+n}\) са другом крајњом тачком дужи, тачком \(B\).
Кроз тачку \(X_m\) (која раздваја \(m\) делова од преосталих \(n\) делова) конструишемо праву паралелну са правом \(X_{m+n}B\).
Пресек те паралелне праве и дужи \(AB\) је тражена тачка \(P\) која дели дуж у размери \(AP : PB = m : n\).
Да бисмо дуж \(AB\) поделили на 3 једнака дела, на помоћној полуправој \(Ax\) одредимо 3 једнака сегмента до тачке \(X_3\). Спојимо \(X_3\) са \(B\). Кроз \(X_1\) и \(X_2\) повучемо паралеле са \(X_3B\). Оне ће пресећи дуж \(AB\) у тачкама које је деле на тачно 3 једнака дела.
Ако су дате три дужи дужина \(a, b\) и \(c\), четврта пропорционала је дуж \(x\) за коју важи: \( a : b = c : x \). Њена конструкција се директно ослања на Талесову теорему.
Нацртамо произвољан угао са теменом у тачки \(O\).
На једном краку угла одмеримо дуж \(OA = a\), а затим од тачке \(O\) одмеримо и дуж \(OB = b\) (тако да су тачке \(A\) и \(B\) на истом краку).
На другом краку угла одмеримо дуж \(OC = c\). Спајамо тачке \(A\) и \(C\) правом.
Кроз тачку \(B\) конструишемо праву паралелну са правом \(AC\).
Пресек ове паралелне праве са другим краком угла обележавамо са \(X\). Дужина дужи \(OX\) представља тражену четврту пропорционалу \(x\).
Ова метода омогућава и графичко множење и дељење дужи ако се једна од датих дужи узме за јединичну дуж (\(1\)). На пример, из \(1 : a = b : x\) следи да је \(x = a \cdot b\).

Задаци за вежбање

Лак: На правој \(p\) дате су тачке \(A, B, C\), а на правој \(q\) тачке \(A_1, B_1, C_1\). Ако су праве \(AA_1\), \(BB_1\) и \(CC_1\) међусобно паралелне и важи \(AB : BC = 2 : 3\), одреди дужину дужи \(A_1B_1\) уколико је \(C_1B_1 = 12 \text{ cm}\).
На основу Талесове теореме: \[ \frac{AB}{BC} = \frac{A_1B_1}{B_1C_1} \] Како је \(AB : BC = 2 : 3\), следи: \[ \frac{2}{3} = \frac{A_1B_1}{12} \] \[ 3 \cdot A_1B_1 = 2 \cdot 12 = 24 \] \[ A_1B_1 = 8 \text{ cm} \]
Средњи: У троуглу \(ABC\) повучена је права паралелна страници \(AB\), која сече страницу \(AC\) у тачки \(D\), а страницу \(BC\) у тачки \(E\). Ако је \(CD = 4 \text{ cm}\), \(DA = 2 \text{ cm}\) и страница \(BC = 9 \text{ cm}\), одреди дужине дужи \(CE\) и \(EB\).
Примењујемо Талесову теорему на краке угла код темена \(C\), које секу паралелне праве \(DE\) и \(AB\). \[ \frac{CD}{DA} = \frac{CE}{EB} \] Нека је \(CE = x\). Тада је \(EB = 9 - x\). \[ \frac{4}{2} = \frac{x}{9-x} \] \[ 2 = \frac{x}{9-x} \implies 2(9-x) = x \] \[ 18 - 2x = x \implies 3x = 18 \implies x = 6 \text{ cm} \] Дакле, \(CE = 6 \text{ cm}\), а \(EB = 9 - 6 = 3 \text{ cm}\).
Тежак: Основице трапеза \(ABCD\) су \(AB = 7 \text{ cm}\) и \(CD = 3 \text{ cm}\). Права паралелна основицама сече крак \(AD\) у тачки \(E\), а крак \(BC\) у тачки \(F\). Ако је \(AE : ED = 3 : 1\), одреди дужину дужи \(EF\).
Да бисмо применили Талесову теорему, повлачимо помоћну праву кроз теме \(D\) тако да буде паралелна са краком \(BC\). Ова права сече дуж \(EF\) у тачки \(F'\), а основицу \(AB\) у тачки \(B'\).
Формирао се паралелограм \(F'BCD\) и паралелограм \(B'BCD\), што значи да је \(F'F = CD = 3 \text{ cm}\) и \(B'B = CD = 3 \text{ cm}\).
Дужина дела основице \(AB'\) је: \(AB' = AB - B'B = 7 - 3 = 4 \text{ cm}\).
Сада посматрамо троугао \(AB'D\). Права \(EF'\) је паралелна са \(AB'\), па по Талесовој теореми важи: \[ \frac{DE}{DA} = \frac{EF'}{AB'} \] Из \(AE : ED = 3 : 1\), следи да је \(DE = 1k\) и \(AE = 3k\), па је цела страница \(DA = 1k + 3k = 4k\). \[ \frac{1k}{4k} = \frac{EF'}{4} \] \[ \frac{1}{4} = \frac{EF'}{4} \implies EF' = 1 \text{ cm} \] Коначна дужина \(EF\) је збир \(EF'\) и \(F'F\): \[ EF = EF' + F'F = 1 + 3 = 4 \text{ cm} \]

Савладај
домаћи
уз хиљаде решења, лекција и тестова: