Четвороуглови 2

Паралелограм и ромб. Особине и формуле.

Паралелограм има наспрамне странице паралелне и једнаке, наспрамне углове једнаке, а суседне углове суплементне, α+β=180∘\alpha + \beta = 180^\circ. Дијагонале се међусобно полове. Површина је P=aha=bhb=absin⁡αP = a h_a = b h_b = ab\sin\alpha, а за дијагонале важи d12+d22=2(a2+b2)d_1^2 + d_2^2 = 2(a^2 + b^2), што следи из косинусне теореме.

Ромб је паралелограм са четири једнаке странице. Дијагонале су му нормалне и полове углове, па је P=d1d22=a2sin⁡αP = \frac{d_1 d_2}{2} = a^2\sin\alpha, а страница следи из Питагорине теореме: a2=(d12)2+(d22)2a^2 = \left(\frac{d_1}{2}\right)^2 + \left(\frac{d_2}{2}\right)^2. Висина ромба је h=asin⁡αh = a\sin\alpha, а пошто је ромб тангентни четвороугао, полупречник уписаног круга је r=h2r = \frac{h}{2}. Ромб са правим углом је квадрат. Честа грешка је применити d1d22\frac{d_1 d_2}{2} на паралелограм чије дијагонале нису нормалне.

123456789101234560xyα = 63,4°d₁d₂ABDC
Површина P
15
d₁² + d₂²
72,5
2(a² + b²)
72,5
Угао између дијагонала
114,6°
Како год да померите DD, важи d12+d22=2(a2+b2)d_1^2 + d_2^2 = 2(a^2 + b^2). Поставите DD у тачку (3,4)(3, 4): тада је AD=AB=5AD = AB = 5, паралелограм постаје ромб, а дијагонале су нормалне.

Ромб и паралелограм су облици подних плочица, паркета и жичаних ограда, а механичари их срећу у маказастим дизалицама, чији се кракови отварају као низ ромбова.

Плочице облика ромба

Подна плочица има облик ромба са дијагоналама 30 cm и 20 cm. Колика је страница плочице, колика јој је површина и колики оштар угао? Колико плочица треба за под од 6 m² ако се фуге и отпад не рачунају?

Решење

  1. Површина ромба: P=d1d22=30⋅202=300P = \frac{d_1 d_2}{2} = \frac{30 \cdot 20}{2} = 300 cm².
  2. Дијагонале се полове под правим углом, па је страница хипотенуза троугла са катетама 15 cm и 10 cm: a=152+102=325≈18,03a = \sqrt{15^2 + 10^2} = \sqrt{325} \approx 18{,}03 cm.
  3. Под од 6 m² има 60.000 cm², па треба 60 000300=200\frac{60\,000}{300} = 200 плочица.
  4. Оштар угао плочице: tg⁡α2=1015\operatorname{tg}\frac{\alpha}{2} = \frac{10}{15}, па је α2≈33,69∘\frac{\alpha}{2} \approx 33{,}69^\circ и α≈67,4∘\alpha \approx 67{,}4^\circ.

Одговор: Страница плочице је око 18,03 cm, површина 300 cm², оштар угао око 67,4∘67{,}4^\circ, а за под од 6 m² треба 200 плочица.

Задатак за вежбу

Ромб има страницу 10 cm и оштар угао 60∘60^\circ. Израчунајте његове дијагонале и површину.

Прикажи решење

Краћа дијагонала са две странице гради једнакостранични троугао, па је d1=10d_1 = 10 cm. Из (d22)2=102−52=75\left(\frac{d_2}{2}\right)^2 = 10^2 - 5^2 = 75 следи d2=103≈17,32d_2 = 10\sqrt 3 \approx 17{,}32 cm, а P=d1d22=503≈86,60P = \frac{d_1 d_2}{2} = 50\sqrt 3 \approx 86{,}60 cm².