Биссектриса четырехугольника совпадает с диагональю

Все, что нужно знать о свойствах четырехугольников

В этой статье мы рассмотрим все основные свойства и признаки четырехугольников.

Для начала я расположу все виды четырехугольников в виде такой сводной схемы:

Биссектриса четырехугольника совпадает с диагональюСхема замечательна тем, что четырехугольники, стоящие в каждой строке обладают ВСЕМИ СВОЙСТВАМИ ЧЕТЫРЕХУГОЛЬНИКОВ, РАСПОЛОЖЕННЫХ НАД НИМИ. Поэтому запоминать надо совсем немного.

Трапеция — это четырехугольник, две стороны которого параллельны, а две другие не параллельны. Параллельные стороны называются основаниями трапеции, а не параллельные — боковыми сторонами.

Биссектриса четырехугольника совпадает с диагональю1. В трапеции сумма углов, прилежащих к боковой стороне равна 180°: А+В=180°, C+D=180°

2. Биссектриса любого угла трапеции отсекает на ее основании отрезок, равный боковой стороне: Биссектриса четырехугольника совпадает с диагональю Биссектриса четырехугольника совпадает с диагональю

3. Биссектрисы смежных углов трапеции пересекаются под прямым углом.

Биссектриса четырехугольника совпадает с диагональю

4.Трапеция называется равнобедренной, если ее боковые стороны равны:

Биссектриса четырехугольника совпадает с диагональюВ равнобедренной трапеции

  • углы при основании равны,
  • проекции боковых сторон на основание равны: Биссектриса четырехугольника совпадает с диагональю.

5. Площадь трапеции равна произведению полусуммы оснований на высоту:

Биссектриса четырехугольника совпадает с диагональю

Биссектриса четырехугольника совпадает с диагональю

Биссектриса четырехугольника совпадает с диагональю

Параллелограм — это четырехугольник, у которого противоположные стороны попарно параллельны: Биссектриса четырехугольника совпадает с диагональюВ параллелограмме:

  • противоположные стороны и противоположные углы равны
  • диагонали параллелограмма делятся точкой пересечения пополам:

Биссектриса четырехугольника совпадает с диагональю

Соответственно, если четырехугольник обладает этими свойствами, то он является параллелограммом.

Площадь параллелограмма равна произведению основания на высоту:

Биссектриса четырехугольника совпадает с диагональю

или произведению сторон на синус угла между ними:

Биссектриса четырехугольника совпадает с диагональю:

Биссектриса четырехугольника совпадает с диагональю

Ромб — это параллелограмм, у которого все стороны равны:

Биссектриса четырехугольника совпадает с диагональю

  • противоположные углы равны
  • диагонали точкой пересечения делятся пополам
  • диагонали взаимно перпендикулярны
  • диагонали ромба являются биссектрисами углов

Площадь ромба равна половине произведения диагоналей:

Биссектриса четырехугольника совпадает с диагональюБиссектриса четырехугольника совпадает с диагональю

или произведению квадрата стороны на синус угла между сторонами:

Биссектриса четырехугольника совпадает с диагональю

Биссектриса четырехугольника совпадает с диагональю

Прямоугольник — это параллелограмм, у которого все углы прямые:

Биссектриса четырехугольника совпадает с диагональю

  • Диагонали прямоугольника равны.
  • Диагонали точкой пересечения делятся пополам.

Площадь прямоугольника равна произведению его сторон:

Биссектриса четырехугольника совпадает с диагональю.

Квадрат — это прямоугольник, у которого все стороны равны

Квадрат — это ромб, у которого все углы прямые.

Соответственно: квадрат обладает свойствами ромба и прямоугольника:

Биссектриса четырехугольника совпадает с диагональю

  • все углы равны 90 градусов
  • диагонали точкой пересечения делятся пополам
  • диагонали взаимно перпендикулярны
  • диагонали являются биссектрисами углов
  • диагонали равны

Площадь квадрата равна квадрату его стороны.

Площадь квадрата равна половине произведения диагоналей.

И.В. Фельдман, репетитор по математике.Биссектриса четырехугольника совпадает с диагональю

Видео:Формула для биссектрисы треугольникаСкачать

Формула для биссектрисы треугольника

Биссектриса параллелограмма — свойства, признаки и теоремы

Аксиома параллельности прямых, которая приведена Евклидом в книге «Начала», служит основой для доказательства многих свойств биссектрисы параллелограмма. О них знали пифагорейцы. Но понятие о самой фигуре ввел именно Евклид. Она представляет собой четырехугольник с параллельными противоположными сторонами.

Биссектриса четырехугольника совпадает с диагональю

Видео:№133. Докажите, что если биссектриса треугольника совпадает с его высотой, то треугольникСкачать

№133. Докажите, что если биссектриса треугольника совпадает с его высотой, то треугольник

Равнобедренный треугольник в параллелограмме

Биссектриса параллелограмма может быть проведена из вершины острого или тупого угла фигуры. Доказательство теоремы о равнобедренности образуемых прямой треугольников в этих случаях имеет аналогичный порядок. Чтобы доказать утверждение, нужно знать признак равнобедренности треугольника:

Биссектриса четырехугольника совпадает с диагональю

С помощью аналогичных рассуждений можно доказать, что биссектриса тупого угла параллелограмма делит противоположную сторону на отрезки и отсекает от него равнобедренный треугольник.

Видео:Как решить любую задачу с четырёхугольниками? | Математика TutorOnlineСкачать

Как решить любую задачу с четырёхугольниками? | Математика TutorOnline

Точка пересечения прямых

Согласно свойству, проведенные из смежных углов параллелограмма биссектрисы пересекаются в точке на противоположной стороне, если она в 2 раза больше меньшей. Доказать это утверждение можно следующим способом:

Биссектриса четырехугольника совпадает с диагональю

  • В равнобедренном треугольнике АВО сторона АО является биссектрисой четырехугольника АВСD.
  • Признак равнобедренности предполагает равенство АВ и ВО.
  • Согласно свойству, равенство СО и СD свидетельствует о равнобедренности треугольника СDО.
  • Стороны АВ и СD равны как противолежащие, из чего следует равенство ВО и СО.
  • Поскольку АВ и ВО равны, то ВО = СО, поэтому АВ равна половине ВС, значит большая сторона фигуры в 2 раза превышает величину меньшей.

    Доказательство свойства позволяет предположить, что биссектрисы смежных углов пересекаются внутри либо вне параллелограмма. При этом одна сторона больше или меньше половины другой. Если ее величина больше половины соседней, значит прямые пересекутся внутри фигуры.

    Биссектрисы, проведенные через смежные углы, пересекаются с продолжением противоположных сторон параллелограмма в вершинах ромба. В зависимости от величины другой стороны, ромб совпадает с ним либо обладает большим или меньшим периметром. Если частить с построением этой фигуры, то длины сторон параллелограмма будут бесконечными.

    Видео:Свойство биссектрисы треугольника с доказательствомСкачать

    Свойство биссектрисы треугольника с доказательством

    Свойства односторонних углов

    Параллелограмм АВСД имеет смежные углы при параллельных прямых АВ и СД, обозначенные а1 и а2. Для доказательства теоремы о перпендикулярности биссектрис нужно знать свойства смежных углов, сумма которых равна 180 градусам.

    Поскольку биссектрисы можно провести внутри острого или тупого угла параллелограмма, то величину смежного с ним внешнего угла можно сложить, получив 180 градусов. Если обозначить их через АО и ДЕ, то углы ОАВ и ЕДС будут равны половинам а1 и а2 соответственно. Так как а1 + а2 = 180, то (а1 + а2) / 2 = 90, значит АО и ДЕ образуют прямой угол АКД.

    Биссектриса четырехугольника совпадает с диагональю

    Применять свойство биссектрис можно при нахождении периметра фигуры. Должны быть известны данные о соотношениях или длинах отрезков, образованных при пересечении противолежащей стороны биссектрисой. Например, она делит на отрезки ВК и КС сторону параллелограмма ABCD, величины которых известны.

    Формула определения периметра будет иметь вид: P=2 (n+n+m). Где ВС=BК+КC=n+m, а АВ=ВК=n по свойству биссектрисы. С учетом признака равнобедренности треугольника можно построить эту прямую, дополнив рисунок фигуры без транспортира с помощью циркуля.

    Видео:Как найти длину биссектрисы, медианы и высоты? | Ботай со мной #031 | Борис ТрушинСкачать

    Как найти длину биссектрисы, медианы и высоты?  | Ботай со мной #031 | Борис Трушин

    Противолежащие углы и биссектрисы

    Согласно свойству параллельных прямых, биссектрисы a и b проходят параллельно друг другу. Они образуют внутри фигуры со сторонами mnkp другой параллелограмм, следовательно, он обладает параллельными противоположными сторонами. Прямые, на которых они лежат, соответствуют сторонам исходной фигуры, поэтому ее биссектрисы a и b являются равными.

    Углы, которые образованы отрезками a и m, а также b и k, согласно свойствам биссектрис и параллелограммов, равны. Противолежащие равные по величине углы, образованные отрезками mp и nk, можно разделить пополам. Прямая b, пересекающая отрезки n и p, образует с ними накрест лежащие углы, признак которых состоит в их равенстве. Они равны разделенным пополам противоположным и являются соответственными при параллельных прямых n и p.

    Видео:Cекретное свойство биссектрисыСкачать

    Cекретное свойство биссектрисы

    Вершины образуемого прямоугольника

    Биссектрисы параллелограмма пересекаются в точках, представляющих собой вершины прямоугольника, что можно доказать следующим образом:

    Биссектриса четырехугольника совпадает с диагональю

  • Согласно исходным данным, параллелограмм ABCД имеет внешние углы, через вершины которых В и С проведены прямые, разделяющие их пополам.
  • Если К, М, Р и О представляют собой точки пересечения биссектрис, исходящей из вершин фигуры, то они образуют четырехугольник.
  • По свойству смежных внутренних углов, образуемых параллельными прямыми и секущей, все стороны четырехугольника КМРО перпендикулярны между собой.
  • Если через середину ВС фигуры провести медиану треугольника ВКС в параллелограмме, то эта точка Х разделит ВС на равные отрезки ВХ и СХ.
  • Отсюда следует равенство углов ХКС, КСХ и КСТ, где Т — это точка, принадлежащая прямой СД.
  • Вывод из доказательства: прямые СД и КХ параллельны.

    Аналогичным способом можно доказать параллельность других сторон прямой СД. Следовательно, диагональ КР образованного биссектрисами параллелограмма прямоугольника КМРО содержит точки Х и Т. Доказательство предполагает следующее равенство: КР = КХ + ХТ + ТР = ХС + СД + ТД = ВС + СД, поэтому величина диагонали равна сумме двух смежных сторон параллелограмма.

    Видео:Высота, биссектриса, медиана. 7 класс.Скачать

    Высота, биссектриса, медиана. 7 класс.

    Ромб и его диагонали

    Параллелограмм, имеющий биссектрису, которая совпадает с его диагональю, представляет собой ромб. Чтобы доказать это, нужно провести диагональ AC, соединяющую противоположные вершины ABCD. Способ доказательства теоремы основан на равенстве противолежащих углов параллелограмма.

    Биссектриса четырехугольника совпадает с диагональю

    Согласно свойству биссектрисы, отрезок АС делит пополам углы BCD и BAD. Они имеют одинаковую величину, поскольку противоположные углы равны. Диагональ АС — основание треугольников ACB и ACD. Согласно признаку равнобедренности АВ и АС, а также AD и CD, равны между собой. По свойству равенства противоположных сторон параллелограмма AB = CD и AD = BC.

    Фигура ABCD, представляющая собой по условию параллелограмм, имеет равные по величине AB, AD, BC и CD в соответствии с доказательством. Отсюда следует, что параллелограмм ABCD по определению ромб. В нем биссектриса АС — это его диагональ.

    Видео:Геометрия Доказать, что если в четырехугольнике диагонали лежат на биссектрисах его углов, то такойСкачать

    Геометрия Доказать, что если в четырехугольнике диагонали лежат на биссектрисах его углов, то такой

    Примеры решения задач

    Биссектрисы смежных углов параллелограмма пересеклись в точке на его противолежащей стороне. Зная его меньшую сторону, можно найти большую, а также наоборот. Допустим, что длина меньшей стороны фигуры составляет 5 сантиметров.

    Обозначив вершины фигуры A, B, C, D, а точку на AD буквой Р, достаточно иметь в виду, что AD=AР+РD=AB+CD. Это доказывает признак равенства накрест лежащих углов СВР и АРВ, а также ВСР и СРD при параллельных прямых. Формула для нахождения большей стороны будет иметь вид: AD=2AB=10, поскольку AB = CD. При необходимости найти меньшую можно по формуле: AD=AB/2.

    Биссектриса четырехугольника совпадает с диагональю

    По условию задачи биссектриса, исходящая из острого угла параллелограмма, разделяет его противоположную сторону на отрезки 73 мм и 54 мм, если считать от вершины тупого угла. Требуется вычислить периметр параллелограмма ABCD. Точка Е делит сторону ВС на отрезки заданной длины, поскольку АЕ — биссектриса угла ВАD. Эта прямая представляет собой секущую для параллельных AD и BC.

    Отсекая равнобедренный треугольник АВЕ, биссектриса ВЕ является его основанием, поэтому сторона параллелограмма АВ равна отрезку ВЕ, длина которого по условию 73 мм. В сумме ВЕ и ЕС равны ВС, что составляет 127 мм. Отсюда периметр ABCD соответствует удвоенной сумме его сторон: Р = 2 (73+127) = 400 мм. Чтобы найти большую сторону параллелограмма ABCD при известном периметре 128 мм, можно использовать аналогичное доказательство равнобедренности треугольника.

    По условию соотношение отрезков, образуемых точкой пересечения биссектрисы DЕ с противоположной стороной ВС, равно 4:3, если считать от острого угла при вершине А. Из равенства противоположных сторон ABCD и признака равнобедренного треугольника следует AD=BC=АЕ=4х, а ЕВ=3х, поэтому CD=АЕ+ЕВ=4х+3х=7х. Зная периметр ABCD, можно составить уравнение Р=2 (7х+4х)=128. Отсюда 22х=128, а х=32, поэтому большая сторона параллелограмма CD=32*7=224 мм.

    Видео:БИССЕКТРИСА В ТРАПЕЦИИ. Мат в 3 хода!Скачать

    БИССЕКТРИСА В ТРАПЕЦИИ. Мат в 3 хода!

    Теорема Вариньона

    В школьном курсе теорема Вариньона часто фигурирует в качестве обычной задачи, в которой требуется доказать, что середины сторон четырёхугольника являются вершинами параллелограмма.

    Её доказательство основано на свойствах средней линии треугольника.

    Середины сторон четырёхугольника являются вершинами параллелограмма.

    Биссектриса четырехугольника совпадает с диагональюДано: ABCD — четырёхугольник,

    M, N, K, F — середины его сторон.

    Доказать : MNKF — параллелограмм.

    Биссектриса четырехугольника совпадает с диагональю1) Проведём диагональ AC.

    2) Рассмотрим треугольник ABC.

    Так как точки M и N — середины сторон AB и BC, отрезок MN — средняя линия треугольника ABC.

    Биссектриса четырехугольника совпадает с диагональю

    Биссектриса четырехугольника совпадает с диагональю

    3) Аналогично, FK — средняя линия треугольника ADC и

    Биссектриса четырехугольника совпадает с диагональю

    Биссектриса четырехугольника совпадает с диагональю

    4) По признаку параллельности прямых, две прямые, параллельные третьей прямой, параллельны между собой:

    Биссектриса четырехугольника совпадает с диагональю

    Биссектриса четырехугольника совпадает с диагональю

    Биссектриса четырехугольника совпадает с диагональю

    5) В четырёхугольнике MKNF противоположные стороны параллельны и равны. Следовательно, MKNF — параллелограмм (по признаку).

    Что и требовалось доказать.

    Поскольку в школьном курсе геометрии рассматриваются только выпуклые четырёхугольники, доказательство приведено только для этого случая. Но и для невыпуклых четырёхугольников (в том числе, и для самопересекающихся), теорема также верна (доказывается аналогично).

    Параллелограмм, образованный серединами сторон четырёхугольника, называется параллелограммом Вариньона (вариньоновским, вариньоновым).

    Периметр параллелограмма Вариньона равен сумме диагоналей исходного параллелограмма:

    Биссектриса четырехугольника совпадает с диагональю

    (так как стороны MNKF равны половине диагонали AC или BD).

    Площадь параллелограмма Вариньона равна половине площади исходного параллелограмма:

    Биссектриса четырехугольника совпадает с диагональю

    Биссектриса четырехугольника совпадает с диагональю

    Биссектриса четырехугольника совпадает с диагональю

    Биссектриса четырехугольника совпадает с диагональю

    углы COD и NMF равны (как внутренние накрест лежащие при параллельных прямых AC и MN и секущей BD),

    📹 Видео

    Замечательное свойство трапеции | ЕГЭ по математике 2020Скачать

    Замечательное свойство трапеции | ЕГЭ по математике 2020

    3 свойства биссектрисы #shortsСкачать

    3 свойства биссектрисы #shorts

    №110. Докажите, что если медиана треугольника совпадает с его высотой, то треугольникСкачать

    №110. Докажите, что если медиана треугольника совпадает с его высотой, то треугольник

    Равнобедренный треугольник. Свойства равнобедренного треугольника | Математика | TutorOnlineСкачать

    Равнобедренный треугольник. Свойства равнобедренного треугольника | Математика | TutorOnline

    #26. EGMO-2022, Problem 6Скачать

    #26. EGMO-2022, Problem 6

    Биссектрисы трапеции | Осторожно, спойлер! | Борис Трушин !Скачать

    Биссектрисы трапеции | Осторожно, спойлер! | Борис Трушин !

    Найдите биссектрису треугольникаСкачать

    Найдите биссектрису треугольника

    Подобие треугольников. Признаки подобия треугольников (часть 1) | МатематикаСкачать

    Подобие треугольников. Признаки подобия треугольников (часть 1) | Математика

    7 класс, 17 урок, Медианы, биссектрисы и высоты треугольникаСкачать

    7 класс, 17 урок, Медианы, биссектрисы и высоты треугольника

    Геометрия Биссектрисы углов A и C параллелограмма ABCD пересекают диагональ BD в точках E и FСкачать

    Геометрия Биссектрисы углов A и C параллелограмма ABCD пересекают диагональ BD в точках E и F

    Найти угол между биссектрисой и высотойСкачать

    Найти угол между биссектрисой и высотой
  • Поделиться или сохранить к себе: