Примена Питагорине теореме на трапез 2

Решени задаци.

Задаци


Текст задатака објашњених у видео лекцији:

Пр.1)   Површина једнакокракок трапеза је 120cm2120c{m^2}. Ако се основице

           разликују 12cm, а висина 8cm, израчунати обим тог трапеза.

Пр.2)   Једна основица правоуглог трапеза износи три половине друге.

           Ако је висина тог трапеза 4cm, а крак 5cm, израчунати обим и

           површину тог трапеза.

Пр.3)   Крак једнакокраког трапеза је 6cm, краћа основица 7cm, а један

           унутрашњи угао од 30∘{30^ \circ }. Израчунати површину тог трапеза.

Пр.4)   Квадрат и једнакокраки трапез имају једнаке површине која

           износи 225cm2225c{m^2}. Крак трапеза једнак је страници квадрата. Ако је

           висина трапеза 9cm, а основица 8cm, израчунати разлику обима

           квадрата и трапеза.


Пр.1)   

P=120cm2a−b=12cmh=8cm‾O=?c2=h2+(a−b2)2c2=82+(122)2c2=64+62c2=64+36c2=100c=10cmP=a+b2h120=a+b2⋅8a+b=1204a+b=30cma−b=12cm}⇒a=12+b12+b+b=302b=30−122b=18b=9cma=30−9=21cmO=2c+a+b=20+30=50cm\begin{aligned}&P = 120c{m^2} \\ &a - b = 12cm \\ &\underline {h = 8cm} \\ &O = ? \\ & \\ &{c^2} = {h^2} + {\left( {\frac{{a - b}}{2}} \right)^2} \\ &{c^2} = {8^2} + {\left( {\frac{{12}}{2}} \right)^2} \\ &{c^2} = 64 + {6^2} \\ &{c^2} = 64 + 36 \\ &{c^2} = 100 \\ &c = 10cm \\ &P = \frac{{a + b}}{2}h \\ &120 = \frac{{a + b}}{2} \cdot 8 \\ &a + b = \frac{{120}}{4} \\ &\left. \begin{aligned}&a + b = 30cm \\ &a - b = 12cm\end{aligned} \right\} \Rightarrow a = 12 + b \\ &12 + b + b = 30 \\ &2b = 30 - 12 \\ &2b = 18 \\ &b = 9cm \\ &a = 30 - 9 = 21cm \\ &O = 2c + a + b = 20 + 30 = 50cm\end{aligned}

Пр.2)

  617 png

a=32bc=5cmh=4cm‾O=?P=?c2=h2+(a−b)252=42+(a−b)2(a−b)2=−16+25(a−b)2=9a−b=332b−b=312b=3b=6cma=32ba=32⋅6a=9cmP=a+b2hP=9+62⋅4P=15⋅2=30cm2O=h+c+a+b=4+5+9+6=24cm\begin{aligned}&a = \frac{3}{2}b \\ &c = 5cm \\ &\underline {h = 4cm} \\ &O = ?P = ? \\ & \\ &{c^2} = {h^2} + {\left( {a - b} \right)^2} \\ &{5^2} = {4^2} + {\left( {a - b} \right)^2} \\ &{\left( {a - b} \right)^2} = - 16 + 25 \\ &{\left( {a - b} \right)^2} = 9 \\ &a - b = 3 \\ &\frac{3}{2}b - b = 3 \\ &\frac{1}{2}b = 3 \\ &b = 6cm \\ &a = \frac{3}{2}b \\ &a = \frac{3}{2} \cdot 6 \\ &a = 9cm \\ &P = \frac{{a + b}}{2}h \\ &P = \frac{{9 + 6}}{2} \cdot 4 \\ &P = 15 \cdot 2 = 30c{m^2} \\ &O = h + c + a + b = 4 + 5 + 9 + 6 = 24cm\end{aligned}

Пр.3)   

616 png

c=6cmb=7cmα=30∘‾P=?P=a+b2hh=c2=62=3cma−b2=c32a−72=632a−7=63a=63+7cmP=63+7+72⋅3=63+142⋅3=21+93cm2\begin{aligned}&c = 6cm \\ &b = 7cm \\ &\underline {\alpha = {{30}^ \circ }} \\ &P = ? \\ & \\ &P = \frac{{a + b}}{2}h \\ &h = \frac{c}{2} = \frac{6}{2} = 3cm \\ &\frac{{a - b}}{2} = \frac{{c\sqrt 3 }}{2} \\ &\frac{{a - 7}}{2} = \frac{{6\sqrt 3 }}{2} \\ &a - 7 = 6\sqrt 3 \\ &a = 6\sqrt 3 + 7cm \\ &P = \frac{{6\sqrt 3 + 7 + 7}}{2} \cdot 3 = \frac{{6\sqrt 3 + 14}}{2} \cdot 3 = 21 + 9\sqrt 3 c{m^2}\end{aligned}

Пр.4)   

618 png

Pk=Pt=225cm2c=akb=8cmh=9cm‾Ot−Ok=?Pk=ak2225=ak2ak=15cmOk=4ak=4⋅15=60cmOt=a+b+2cc2=h2+(a−b2)2152=92+(a−82)2225=81+(a−82)2(a−b2)2=144a−b2=12a−82=12a−8=12⋅2a−8=24a=32cmOt=32+8+2⋅15=70cmOt−Ok=70−60=10cm\begin{aligned}&{P_k} = {P_t} = 225c{m^2} \\ &c = {a_k} \\ &b = 8cm \\ &\underline {h = 9cm} \\ &{O_t} - {O_k} = ? \\ & \\ &{P_k} = {a_k}^2 \\ &225 = {a_k}^2 \\ &{a_k} = 15cm \\ &{O_k} = 4{a_k} = 4 \cdot 15 = 60cm \\ &{O_t} = a + b + 2c \\ &{c^2} = {h^2} + {\left( {\frac{{a - b}}{2}} \right)^2} \\ &{15^2} = {9^2} + {\left( {\frac{{a - 8}}{2}} \right)^2} \\ &225 = 81 + {\left( {\frac{{a - 8}}{2}} \right)^2} \\ &{\left( {\frac{{a - b}}{2}} \right)^2} = 144 \\ &\frac{{a - b}}{2} = 12 \\ &\frac{{a - 8}}{2} = 12 \\ &a - 8 = 12 \cdot 2 \\ &a - 8 = 24 \\ &a = 32cm \\ &{O_t} = 32 + 8 + 2 \cdot 15 = 70cm \\ &{O_t} - {O_k} = 70 - 60 = 10cm\end{aligned}

Питање за размишљање: Шта није у реду код овог решења и зашто?

У тежим задацима о трапезу висина и крак се не дају директно, него преко површине, угла или везе између основица. Ако су познати површина и висина, из P=a+b2⋅hP = \frac{a + b}{2} \cdot h добијате збир a+ba + b; заједно са разликом a−ba - b то даје обе основице. Угао од 60∘60^\circ или 30∘30^\circ уз основицу значи да је правоугли троугао уз крак половина једнакостраничног троугла, а угао од 45∘45^\circ да је половина квадрата.

Крак једнакокраког трапеза је c=h2+(a−b2)2c = \sqrt{h^2 + \left(\frac{a - b}{2}\right)^2}. На крају проверите да ли се подаци слажу: површина израчуната из нађених основица и висине мора бити једнака задатој.

α = 53,1°hcABDC
12
Краћа основица b
6
Крак c
5
Површина P
36
Угао α
53,1°
Почетни трапез је кровна раван из примера: основице 12 и 6, висина 4 и крак 5. Померите DD тако да угао α\alpha буде 45∘45^\circ: тада је висина једнака a−b2\frac{a - b}{2}, као код половине квадрата.

Четвороводни кров има две кровне равни у облику трапеза, а тесари и кровопокривачи из њихове површине и мера рачунају дужину слемена, грбина и количину црепа.

Кровна раван

Четвороводни кров има две кровне равни у облику једнакокраког трапеза. Код једне од њих доња ивица, уз олук, дугачка је 12 m, висина трапеза, од олука до слемена, износи 4 m, а површина 36 m². Колико је дугачко слеме и колико је дугачка коса ивица (грбина) те равни?

Решење

  1. Из P=a+b2⋅hP = \frac{a + b}{2} \cdot h следи 36=12+b2⋅436 = \frac{12 + b}{2} \cdot 4, па је 12+b=1812 + b = 18 и b=6b = 6 m. То је дужина слемена.
  2. Нормале спуштене из крајева слемена одсецају правоугле троуглове са катетама h=4h = 4 m и a−b2=12−62=3\frac{a - b}{2} = \frac{12 - 6}{2} = 3 m.
  3. Грбина је хипотенуза тог троугла: c=42+32=25=5c = \sqrt{4^2 + 3^2} = \sqrt{25} = 5 m.

Одговор: Слеме је дугачко 6 m, а грбина 5 m.

Задатак за вежбу

Крак једнакокраког трапеза је 8 cm, краћа основица 5 cm, а угао уз дужу основицу 60∘60^\circ. Израчунајте дужу основицу и површину трапеза.

Прикажи решење

Правоугли троугао уз крак је половина једнакостраничног троугла, па је a−b2=c2=4\frac{a - b}{2} = \frac{c}{2} = 4 cm и h=c32=43h = \frac{c\sqrt{3}}{2} = 4\sqrt{3} cm. Зато је a=5+2⋅4=13a = 5 + 2 \cdot 4 = 13 cm и P=13+52⋅43=363P = \frac{13 + 5}{2} \cdot 4\sqrt{3} = 36\sqrt{3} cm².