Корице уџбеника

36. Геометријске Конструкције

Изабери решење задатка:

Задатак 4

Најважније из лекције

Алати: За конструкције се користе искључиво шестар и лењир.
Конструкција троуглова: Темељи се на четири става подударности: ССС (неједнакост троугла), СУС, УСУ и ССУ (угао мора бити наспрам веће странице).
Етапе задатка: Сваки сложенији конструктивни задатак има четири фазе: Анализа (скица и идеја), Конструкција (извођење), Доказ (потврда тачности) и Дискусија (број решења и услови).
Кружница и углови: Периферијски угао над пречником је увек прав (\( 90^\circ \)), што је кључно за конструисање тангенти из спољашње тачке. Угао између тангенте и тетиве једнак је периферијском углу над том тетивом.
Геометријске конструкције се изводе искључиво употребом само једног лењира и шестара.
Једноставне конструкције које су основа за све сложеније задатке обухватају:
  • Преношење дужи и углова.
  • Конструкцију симетрале дужи (и њеног средишта) и симетрале угла.
  • Конструкцију нормале на праву из дате тачке.
Конструкција паралелне праве: Да би се конструисала права кроз дату тачку која је паралелна датој правој, најпре се конструише нормала на дату праву из дате тачке, а затим нормала из исте тачке на управо конструисану праву.
Илустрација конструкције паралелне праве. Прикажи хоризонталну праву $p_1$. Постави тачку $A$ изнад праве $p_1$. Конструиши прву праву $n_1$ која пролази кроз тачку $A$ и нормална је на праву $p_1$. Означи тачку пресека праве $n_1$ и праве $p_1$ као $B$. Јасно обележи прав угао (90 степени) на тачки $B$ између праве $p_1$ и праве $n_1$. Затим, конструиши другу праву $p_2$ која пролази кроз исту тачку $A$ и нормална је на праву $n_1$. Јасно обележи прав угао (90 степени) на тачки $A$ између праве $n_1$ и праве $p_2$. Финална права $p_2$ треба да буде паралелна почетној правој $p_1$, што треба визуелно истаћи.
Конструкција троугла се своди на коришћење података који одговарају једном од четири става подударности.
(ССС) Дате су три дужи: \( a \), \( b \) и \( c \). Услов за конструкцију је неједнакост троугла: свака страница мора бити мања од збира преостале две (\( a < b + c \), \( b < c + a \), \( c < a + b \)).
(СУС) Дате су две дужи (\( a \) и \( b \)) и угао захваћен њима (\( \gamma \)). Угао мора бити мањи од опруженог угла (\( \gamma < 180^\circ \)).
(УСУ) Дата је једна дуж (\( a \)) и два належаћа угла (\( \beta \) и \( \gamma \)). Збир датих углова мора бити мањи од опруженог угла (\( \beta + \gamma < 180^\circ \)).
(ССУ) Дате су две дужи (\( a \) и \( b \)) при чему је \( a > b \), и угао (\( \alpha \)) наспрам веће странице. Угао мора бити мањи од опруженог угла.
Решавање сложенијег конструктивног задатка састоји се из четири обавезне етапе:
Претпоставља се да је задатак решен. Црта се скица и трага се за везама између датих података и тражене фигуре како би се проблем свео на познате, једноставне конструкције.
Поступак којим се, лењиром и шестаром, корак по корак конструише тражена фигура на основу редоследа утврђеног у анализи.
Потврђивање (доказивање) да конструисана фигура заиста поседује све особине и задовољава све услове постављене у задатку.
Утврђивање услова под којима је задатак уопште могуће решити, као и одређивање броја међусобно неподударних решења (фигура) која задовољавају те услове.
Сви периферијски углови над пречником (полукружницом) су прави (\( 90^\circ \)). Ово се често користи за конструкцију правог угла или тангенте из спољашње тачке.
Угао између тангенте и тетиве која садржи тачку додира једнак је одговарајућем периферијском углу над луком одређеним том тетивом.
Видни угао: Нека је дата дуж \( AB \) и тачка \( P \) ван ње. Ако је \( \angle APB = \varphi \), кажемо да се из тачке \( P \) дуж \( AB \) види под углом \( \varphi \).
Проблем поделе произвољног угла на три једнака дела (трисекција) немогуће је решити коришћењем искључиво лењира и шестара (нпр. немогуће је конструисати угао од \( 20^\circ \) делећи угао од \( 60^\circ \)).
Геометријска скица приказује конструкцију две тангенте из спољашње тачке $A$ на дату кружницу $k$ са центром $O$ и полупречником $r$.
У центру цртежа је кружница $k$ са означеним центром $O$. Изван кружнице $k$ налази се тачка $A$.
Повезане су тачке $O$ и $A$ правом дужином $OA$.
На дужи $OA$ је означено њено средиште $S$.
Нацртана је помоћна кружница $k'$ са центром $S$ и пречником $OA$.
Ова помоћна кружница $k'$ пресеца оригиналну кружницу $k$ у две тачке. Ове пресечне тачке су додирне тачке $T_1$ и $T_2$.
Праве линије $AT_1$ и $AT_2$ су конструисане тангенте на кружницу $k$.
Полупречници $OT_1$ и $OT_2$ кружнице $k$ су повучени до додирних тачака $T_1$ и $T_2$.
Углови $\angle OT_1A$ и $\angle OT_2A$ су прави углови ($90^\circ$), што означава да су полупречници нормални на тангенте у додирним тачкама.

Задаци за вежбање

Лак: Који алати су једини дозвољени приликом извођења строгих геометријских конструкција и да ли је помоћу њих могуће конструисати угао од \( 20^\circ \)?
Дозвољени алати су искључиво један лењир (без ознака за мерење) и шестар. Помоћу њих није могуће извршити трисекцију угла од \( 60^\circ \), те је немогуће конструисати угао од \( 20^\circ \).
Средњи: Дати су следећи подаци за конструкцију троугла: \( a = 5 \text{ cm} \), \( b = 8 \text{ cm} \) и угао наспрам странице \( b \) је \( \beta = 45^\circ \). По ком ставу подударности се може конструисати овај троугао?
Овај троугао се конструише на основу става ССУ (страница-страница-угао). Дате су две странице (\( a \) и \( b \)) и угао наспрам једне од њих. Пошто је \( b > a \) (\( 8 > 5 \)) и угао \( \beta \) се налази наспрам веће странице, конструкција је једнозначно одређена.
Тежак: Опиши етапу "Конструкција" за задатак: Из тачке \( A \), која се налази ван дате кружнице \( k \) (са центром \( O \)), конструиши тангенте на ту кружницу. На коју се теорему ослања ова конструкција?
Поступак конструкције:
1. Спојимо тачке \( O \) и \( A \) дужи \( OA \).
2. Конструишемо симетралу дужи \( OA \) како бисмо нашли њено средиште \( S \).
3. Из центра \( S \), полупречником \( SO \) (или \( SA \)), опишемо кружницу.
4. Пресечне тачке ове нове кружнице и дате кружнице \( k \) означимо са \( T_1 \) и \( T_2 \).
5. Праве одређене тачкама \( A \) и \( T_1 \), односно \( A \) и \( T_2 \), су тражене тангенте.
Теорема: Конструкција се ослања на теорему да су сви периферијски углови над пречником (у овом случају над пречником \( OA \)) прави углови, што значи да су углови \( \angle OT_1A \) и \( \angle OT_2A \) прави (\( 90^\circ \)), што је услов да би права била тангента на кружницу.

Савладај
домаћи
уз хиљаде решења, лекција и тестова: