Геометрија – подударност троуглова 2

Подударност троуглова. Ставови о подударности. Сложенији примери.

Задаци


Текст задатака објашњених у видео лекцији.

Пр.3   Докажи да су два троугла подударни ако су подударне по једна

           страница и висине на друге две странице.

Пр.4   Докажи да су два троугла подударни ако су им подударни следећи

           елементи: α=α1,β=β1,hc=hc1\alpha = {\alpha _1},\beta = {\beta _1},{h_c} = {h_{{c_1}}}.


Пр.3

47

Потребно показати да су два троугла △ABC\vartriangle ABC и△A1B1C1\vartriangle {A_1}{B_1}{C_1} подударни.

Нека су CD=hc,CD={h_c},   BE=hbBE={h_b}   и   C1D1=hc1,{C_1}{D_1}= {h_{c_1}},   B1E1=hb1{B_1}{E_1}= {h_{b_1}} висине △ABC\vartriangle ABC и△A1B1C1.\vartriangle {A_1}{B_1}{C_1}.

За троуглове △BCD\vartriangle BCD и △B1C1D1\vartriangle {B_1}{C_1}{D_1} знамо

a=a1,hc=hc1,∠CDB=∠C1D1B1=90∘a = {a_1},{h_c} = {h_{c_1}},\angle CDB = \angle C_1D_1B_1=90^\circ

Из овoг закључуjемо да су троуглови △BCD\vartriangle BCD и △B1C1D1\vartriangle {B_1}{C_1}{D_1} подударни (ССУ), онда ∠β=∠β1.\angle \beta = \angle {\beta _1}.

За троуглови △BCE\vartriangle BCE и △B1C1E1\vartriangle {B_1}{C_1}{E_1} знамо

a=a1,hb=hb1,∠CEB=∠C1E1B1=90∘a = {a_1},{h_b} = {h_{b_1}},\angle CEB = \angle C_1E_1B_1=90^\circ

Из овoг закључуjемо да су троуглови △BCЕ\vartriangle BCЕ и △B1C1E1\vartriangle {B_1}{C_1}{E_1} подударни (ССУ), онда ∠γ=∠γ1.\angle \gamma = \angle {\gamma _1}.

За △ABC\vartriangle ABC и △A1B1C1\vartriangle {A_1}{B_1}{C_1} имамо 

a=a1,∠β=∠β1,∠γ=∠γ1.a = {a_1},\angle \beta = \angle {\beta _1}, \angle \gamma = \angle {\gamma _1}.

Из овoг закључуjемо да су троуглови △ABC\vartriangle ABC и △A1B1C1\vartriangle {A_1}{B_1}{C_1} подударни (УСУ).

Пр.4

46 1

За троуглове △BCD\vartriangle BCD и △B1C1D1\vartriangle {B_1}{C_1}{D_1} знамо

hc=hc1,∠β=∠β1,∠CDB=∠C1D1B1=90∘{h_c} = {h_{c_1}}, \angle \beta = \angle {\beta _1}, \angle CDB = \angle C_1D_1B_1=90^\circ

Онда ∠DCB=∠D1C1B1.\angle DCB = \angle D_1C_1B_1.

Из овoг закључуjемо да су троуглови △BCD\vartriangle BCD и △B1C1D1\vartriangle {B_1}{C_1}{D_1} подударни (УСУ), онда a=a1,DB=D1В1.a = {a_1}, DB = D_1В_1.

За троуглови △ADC\vartriangle ADC и △A1D1C1\vartriangle {A_1}{D_1}{C_1} знамо

hc=hc1,∠α=∠α1,∠CDA=∠C1D1A1=90∘{h_c} = {h_{c_1}}, \angle \alpha = \angle {\alpha _1},\angle CDA = \angle C_1D_1A_1=90^\circ

Онда ∠ACD=∠A1C1D1.\angle ACD = \angle A_1C_1D_1.

Из овoг закључуjемо да су троуглови △ADC\vartriangle ADC и △A1D1C1\vartriangle {A_1}{D_1}{C_1} подударни (УСУ), онда b=b1,AD=A1D1.b = {b_1}, AD = A_1D_1.

Даље можемо да запишмо

AD+DB=A1D1+D1B1AD+DB = {A_1}{D_1}+{D_1}{B_1} или  с=с1.с =с_1.

За △ABC\vartriangle ABC и △A1B1C1\vartriangle {A_1}{B_1}{C_1} имамо 

а=а1,b=b1,c=c1а = {а_1},b = {b_1},c = {c_1}

Из овoг закључуjемо да су троуглови △ABC\vartriangle ABC и △A1B1C1\vartriangle {A_1}{B_1}{C_1} подударни (ССС).

Кад су задате висине, подударност се доказује преко правоуглих троуглова које висине граде. Два правоугла троугла подударна су ако имају једнаке хипотенузе и по једну катету (ССУ, јер прав угао лежи наспрам највеће странице) или једнаку катету и оштар угао (УСУ).

Ако је a=a1a = a_1, hb=hb1h_b = h_{b_1} и hc=hc1h_c = h_{c_1}, правоугли троуглови BCDBCD и B1C1D1B_1C_1D_1 имају хипотенузу aa и катету hch_c, па је β=β1\beta = \beta_1. Слично из hbh_b следи γ=γ1\gamma = \gamma_1, а цели троуглови подударни су по ставу УСУ. Ако су задати α\alpha, β\beta и hch_c, из правоуглих троуглова ADCADC и BDCBDC следе b=b1b = b_1, a=a1a = a_1 и c=c1c = c_1. Пазите: подножје висине може бити и на продужетку странице.

hc​hb​BCADE
a = BC
6
Висина из C
5,37
Висина из B
4,24
β
63,4°
Страница a=BCa = BC стоји на месту. Висина hch_c из темена CC одређује угао β\beta (из правоуглог троугла BCDBCD), а висина hbh_b из темена BB одређује угао γ\gamma (из троугла BCEBCE). Зато aa, hbh_b и hch_c одређују цео троугао, кад се зна да ли подножја висина леже на страницама или на њиховим продужецима.

Кад мајстор проверава да ли су две троугласте плоче исте, не мора да мери све странице и углове: ставови подударности кажу која три податка су довољна, а висина се лако измери угаоником.

Мердевине уз зид

Двоје мердевина, дугачких по 5 m, прислоњено је на вертикалан зид зграде у Новом Саду, и једне и друге до висине од 4 m. Докажите да су подножја мердевина једнако удаљена од зида и да мердевине са тлом граде исти угао, па израчунајте ту удаљеност.

Решење

  1. Сваке мердевине, зид и тло чине правоугли троугао са правим углом у дну зида: мердевине су хипотенуза, а катета на зиду је висина до које досежу.
  2. Оба троугла имају хипотенузу 5 m и катету 4 m. Прав угао лежи наспрам највеће странице, па су троуглови подударни по ставу ССУ.
  3. Из подударности следи да су једнаке и друге катете, тј. удаљености подножја од зида, као и углови које мердевине граде са тлом.
  4. По Питагориној теореми удаљеност подножја од зида је 52−42=9=3\sqrt{5^2 - 4^2} = \sqrt{9} = 3 m.

Одговор: Подножје сваких мердевина удаљено је од зида 3 m, а мердевине са тлом граде исти угао.

Задатак за вежбу

Докажите да су два троугла подударна ако имају једнаке странице a=a1a = a_1, углове β=β1\beta = \beta_1 и висине ha=ha1h_a = h_{a_1}.

Прикажи решење

Нека је AD=haAD = h_a. Правоугли троуглови ABDABD и A1B1D1A_1B_1D_1 имају једнаку катету hah_a, исти угао код BB и прав угао код DD, па и исти трећи угао; по ставу УСУ су подударни, па је c=c1c = c_1. Сада троуглови ABCABC и A1B1C1A_1B_1C_1 имају a=a1a = a_1, c=c1c = c_1 и угао β=β1\beta = \beta_1 између њих, па су подударни по ставу СУС.