Корице уџбеника

32. Основне Особине Троугла

Изабери решење задатка:

Задатак 1 (бесплатан)

Кратко решење

Нека је \( ABCD \) произвољан четвороугао са унутрашњим угловима \( \alpha, \beta, \gamma, \delta \). Повуцимо дијагоналу \( AC \). Нацртај конвексан четвороугао. Постави теме А у доњи леви део цртежа, затим темена B, C и D распореди у смеру супротном кретању казаљке на сату тако да формирају произвољан, али јасно конвексан четвороугао. Повежи тачке A, B, C, D и поново A да би формирао странице четвороугла. Повуци дијагоналу AC која спаја темена A и C. Ова дијагонала дели четвороугао на два троугла: троугао ABC и троугао ADC.
Обележи унутрашње углове четвороугла: угао код темена A са \(\alpha\), код темена B са \(\beta\), код темена C са \(\gamma\), и код темена D са \(\delta\). Сваки угао треба да буде означен унутар четвороугла, близу одговарајућег темена.
Дијагонала AC дели угао \(\alpha\) на два дела: угао између страница AB и AC обележи са \(\alpha_1\) (унутар троугла ABC), а угао између страница AD и AC обележи са \(\alpha_2\) (унутар троугла ADC). Слично, дијагонала AC дели угао \(\gamma\) на два дела: угао између страница BC и AC обележи са \(\gamma_1\) (унутар троугла ABC), а угао између страница DC и AC обележи са \(\gamma_2\) (унутар троугла ADC). Све ознаке углова \(\alpha_1, \alpha_2, \gamma_1, \gamma_2\) треба да буду постављене унутар својих троуглова, близу темена А и С респективно. Дијагонала \( AC \) дели четвороугао на два троугла: \( \triangle ABC \) и \( \triangle ADC \). За углове важи: \[ \alpha = \alpha_1 + \alpha_2 \] \[ \gamma = \gamma_1 + \gamma_2 \] Збир углова у троуглу \( \triangle ABC \): \[ \alpha_1 + \beta + \gamma_1 = 180^\circ \] Збир углова у троуглу \( \triangle ADC \): \[ \alpha_2 + \delta + \gamma_2 = 180^\circ \] Збир углова четвороугла \( S \): \[ S = \alpha + \beta + \gamma + \delta = \alpha_1 + \alpha_2 + \beta + \gamma_1 + \gamma_2 + \delta \] \[ S = (\alpha_1 + \beta + \gamma_1) + (\alpha_2 + \delta + \gamma_2) \] \[ S = 180^\circ + 180^\circ = 360^\circ \] \[ S = 2 \cdot 180^\circ \]

Детаљно решење

Корак 1: Анализа проблема и цртање скице

Да бисмо доказали тврђење о збиру углова у четвороуглу, користићемо чињеницу коју већ знамо о троуглу: збир унутрашњих углова сваког троугла једнак је \( 180^\circ \) (односно једном опруженом углу). Четвороугао можемо поделити на два троугла повлачењем једне дијагонале.
Нацртај конвексан четвороугао. Постави теме А у доњи леви део цртежа, затим темена B, C и D распореди у смеру супротном кретању казаљке на сату тако да формирају произвољан, али јасно конвексан четвороугао. Повежи тачке A, B, C, D и поново A да би формирао странице четвороугла. Повуци дијагоналу AC која спаја темена A и C. Ова дијагонала дели четвороугао на два троугла: троугао ABC и троугао ADC. Обележи унутрашње углове четвороугла: угао код темена A са \(\alpha\), код темена B са \(\beta\), код темена C са \(\gamma\), и код темена D са \(\delta\). Сваки угао треба да буде означен унутар четвороугла, близу одговарајућег темена. Дијагонала AC дели угао \(\alpha\) на два дела: угао између страница AB и AC обележи са \(\alpha_1\) (унутар троугла ABC), а угао између страница AD и AC обележи са \(\alpha_2\) (унутар троугла ADC). Слично, дијагонала AC дели угао \(\gamma\) на два дела: угао између страница BC и AC обележи са \(\gamma_1\) (унутар троугла ABC), а угао између страница DC и AC обележи са \(\gamma_2\) (унутар троугла ADC). Све ознаке углова \(\alpha_1, \alpha_2, \gamma_1, \gamma_2\) треба да буду постављене унутар својих троуглова, близу темена А и С респективно.

Корак 2: Постављање релација за углове

Посматрајмо унутрашње углове четвороугла \( ABCD \). Са скице видимо да важи: \[ \alpha = \alpha_1 + \alpha_2 \] \[ \gamma = \gamma_1 + \gamma_2 \] Остала два угла, \( \beta \) и \( \delta \), су истовремено и углови новонасталих троуглова.

Корак 3: Примена теореме о збиру углова у троуглу

Применимо правило да је збир углова у троуглу \( 180^\circ \) на сваки од два троугла која смо добили: 1. За троугао \( \triangle ABC \) важи: \( \alpha_1 + \beta + \gamma_1 = 180^\circ \) 2. За троугао \( \triangle ADC \) важи: \( \alpha_2 + \delta + \gamma_2 = 180^\circ \)

Корак 4: Израчунавање укупног збира углова четвороугла

Збир свих унутрашњих углова четвороугла је \( S = \alpha + \beta + \gamma + \delta \). Ако заменимо \( \alpha \) и \( \gamma \) њиховим деловима, добијамо: \[ S = (\alpha_1 + \alpha_2) + \beta + (\gamma_1 + \gamma_2) + \delta \] Сада можемо прегруписати сабирке тако да групишемо углове који припадају истим троугловима: \[ S = (\alpha_1 + \beta + \gamma_1) + (\alpha_2 + \delta + \gamma_2) \]

Корак 5: Коначан закључак

Користећи резултате из Корака 3, замењујемо вредности у заградама: \[ S = 180^\circ + 180^\circ \] \[ S = 360^\circ \] Пошто је један опружен угао \( 180^\circ \), а \( 360^\circ = 2 \cdot 180^\circ \), доказали смо да је збир углова у четвороуглу два пута већи од опруженог угла.

Кратак запис решења:

Дијагонала \( AC \) дели четвороугао на \( \triangle ABC \) и \( \triangle ADC \). \( S_{ABCD} = \angle A + \angle B + \angle C + \angle D \) \( S_{ABCD} = (\alpha_1 + \alpha_2) + \beta + (\gamma_1 + \gamma_2) + \delta \) \( S_{ABCD} = (\alpha_1 + \beta + \gamma_1) + (\alpha_2 + \delta + \gamma_2) \) \( S_{ABCD} = 180^\circ + 180^\circ = 360^\circ = 2 \cdot 180^\circ \).

Најважније из лекције

  • Углови: Збир унутрашњих углова је \(180^\circ\). Спољашњи угао једнак је збиру два несуседна унутрашња угла.
  • Странице и углови: Наспрам веће странице увек се налази већи угао (и обрнуто).
  • Неједнакост троугла: Збир било које две странице мора бити већи од треће странице (\(a+b>c\)).
  • Значајне тачке:
    - Центар описане кружнице: пресек симетрала страница.
    - Центар уписане кружнице: пресек симетрала углова.
    - Ортоцентар: пресек висина троугла.
Збир унутрашњих углова троугла једнак је опруженом углу (\(180^\circ\)). \[ \alpha + \beta + \gamma = 180^\circ \]
Последице:
  • Троугао може имати највише један прав угао.
  • Троугао може имати највише један туп угао.
  • У сваком троуглу бар два угла су оштри углови.
Спољашњи угао троугла је угао напоредан његовом унутрашњем углу. Сваки спољашњи угао троугла једнак је збиру два њему несуседна унутрашња угла. Самим тим, већи је од сваког унутрашњег угла који му није суседан.
Ако су унутрашњи углови троугла \( \alpha = 50^\circ \) и \( \beta = 60^\circ \), тада је спољашњи угао код трећег темена једнак њиховом збиру: \( \gamma_1 = 50^\circ + 60^\circ = 110^\circ \).
Оштроугли троугао: Сва три угла су оштра (мања од \(90^\circ\)).
Правоугли троугао: Има један прав угао (\(90^\circ\)). Страница наспрам правог угла је хипотенуза, а странице наспрам оштрих углова су катете.
Тупоугли троугао: Има један туп угао (већи од \(90^\circ\)).
Ако две странице неког троугла нису подударне, онда се наспрам веће странице налази већи угао.
Последице:
  • Ако су два угла троугла подударна (једнака), онда су подударне и странице наспрам тих углова.
  • Ако су два угла различита, наспрам већег угла налази се већа страница.
Дат је троугао \(ABC\) у коме је \( \angle A = 45^\circ \) и \( \angle B = 75^\circ \). Која страница овог троугла је најдужа?
Прво рачунамо трећи угао: \( \angle C = 180^\circ - (45^\circ + 75^\circ) = 180^\circ - 120^\circ = 60^\circ \).
Углови су \(45^\circ\), \(75^\circ\) и \(60^\circ\). Највећи угао је \( \angle B = 75^\circ \). Наспрам њега се налази страница \(AC\) (односно \(b\)), па је она најдужа.
Свака страница троугла мања је од збира друге две странице. \[ a < b + c \] \[ b < a + c \] \[ c < a + b \]
Да би три дужи могле да образују троугао, морају да испуњавају правило неједнакости троугла. Најбржи начин за проверу је да се провери да ли је најдужа страница мања од збира друге две.
Сваки троугао има своје значајне тачке које се добијају пресеком одређених правих или дужи.
Значајна тачка Добија се пресеком... Главна особина
Центар описане кружнице Симетрала све три странице Подједнако је удаљена од свих темена троугла.
Центар уписане кружнице Симетрала сва три угла Подједнако је удаљена од свих страница троугла.
Ортоцентар Правих које садрже висине троугла Положај зависи од врсте троугла (види напомену испод).
  • Код оштроуглог троугла је у унутрашњости.
  • Код тупоуглог троугла је у спољашњости.
  • Код правоуглог троугла поклапа се са теменом правог угла.

Задаци за вежбање

Лак задатак: Да ли постоји троугао чије су странице дужине 4 cm, 5 cm и 10 cm?
Проверавамо неједнакост троугла. Збир две краће странице мора бити већи од најдуже странице.
\( 4 + 5 = 9 \). Пошто 9 није веће од 10, овакав троугао не постоји.
Средњи задатак: У једнакокраком троуглу угао при врху износи \( 40^\circ \). Колико износе углови на основици?
У једнакокраком троуглу углови на основици су једнаки. Нека је њихова мера \( \alpha \).
\( \alpha + \alpha + 40^\circ = 180^\circ \)
\( 2\alpha = 180^\circ - 40^\circ = 140^\circ \)
\( \alpha = 70^\circ \)
Углови на основици износе по \( 70^\circ \).
Средњи задатак: Наброј где се налази ортоцентар код оштроуглог, правоуглог и тупоуглог троугла.
- Код оштроуглог троугла: унутар троугла.
- Код правоуглог троугла: у темену правог угла.
- Код тупоуглог троугла: ван троугла (у спољашњости).
Тежак задатак: Да ли је могуће да троугао има два тупа угла? Објасни зашто.
Није могуће. Туп угао је угао који је већи од \( 90^\circ \). Ако би троугао имао два таква угла, само њихов збир би био већи од \( 180^\circ \) (нпр. \( 91^\circ + 91^\circ = 182^\circ \)). Међутим, теорема каже да збир сва три угла у троуглу мора бити тачно \( 180^\circ \). Због тога троугао може имати највише један туп угао.

Савладај
домаћи
уз хиљаде решења, лекција и тестова: