Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Четырехугольник — виды и свойства с примерами решения

Содержание:

Четырёхугольник — это фигура, которая состоит из четырёх точек и четырёх последовательно соединяющих их отрезков. При этом, никакие три из указанных точек не должны быть расположены на одной прямой, а соединяющие их отрезки не должны пересекаться. Данные точки называются вершинами четырёхугольника, а соединяющие их отрезки — сторонами четырёхугольника.

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Вершины, являющиеся концами одной стороны четырёхугольника, называются соседними, а вершины, не принадлежащие одной стороне — противолежащими. Стороны, имеющие общую вершину, называются соседними сторонами, а не имеющие общих вершин — противолежащими сторонами. Отрезки, соединяющие противолежащие вершины, называются диагоналями четырёхугольника. Точки, принадлежащие четырёхугольнику, делят плоскость q на два множества, которые образуют две области — внутреннюю и внешнюю.

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Четырёхугольник называется выпуклым, если все точки, принадлежащие внутренней области, находятся в одной полуплоскости от линии, содержащей любую сторону четырёхугольника, если эти точки находятся в разных полуплоскостях, то четырёхугольник называется невыпуклым (вогнутым).

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Если соединить любые две точки внутренней области выпуклого многоугольника, то отрезок, соединяющий эти точки, целиком находится во внутренней области четырёхугольника.

Диагонали выпуклого четырёхугольника находятся во внутренней области. У невыпуклого четырёхугольника одна из диагоналей находится во внешней области. Каждая из двух диагоналей выпуклого четырёхугольника делит его на два треугольника.

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Содержание
  1. Внутренние и внешние углы четырехугольника
  2. Сумма внутренних углов выпуклого четырёхугольника
  3. Сумма внешних углов выпуклого четырёхугольника
  4. Параллелограмм
  5. Параллелограмм и его свойства
  6. Признаки параллелограмма
  7. Прямоугольник
  8. Признак прямоугольника
  9. Ромб и квадрат
  10. Свойства ромба
  11. Трапеция
  12. Средняя линия треугольника
  13. Средняя линия трапеции
  14. Координаты середины отрезка
  15. Теорема Пифагора
  16. Справочный материал по четырёхугольнику
  17. Пример №1
  18. Признаки параллелограмма
  19. Пример №2 (признак параллелограмма).
  20. Прямоугольник
  21. Пример №3 (признак прямоугольника).
  22. Ромб. Квадрат
  23. Пример №4 (признак ромба)
  24. Теорема Фалеса. Средняя линия треугольника
  25. Пример №5
  26. Пример №6
  27. Трапеция
  28. Пример №7 (свойство равнобедренной трапеции).
  29. Центральные и вписанные углы
  30. Пример №8
  31. Вписанные и описанные четырёхугольники
  32. Пример №9
  33. Пример №10
  34. Все, что нужно знать о свойствах четырехугольников
  35. Четырехугольники
  36. Виды четырёхугольников
  37. Параллелограмм
  38. Свойства параллелограмма
  39. Признаки параллелограмма
  40. Трапеция
  41. Свойства трапеции
  42. Признаки трапеции
  43. Прямоугольник
  44. Признаки прямоугольника
  45. Свойства ромба
  46. Признаки ромба
  47. Квадрат
  48. Свойства квадрата
  49. Признаки квадрата
  50. Основные формулы
  51. 📹 Видео

Видео:№478. В выпуклом четырехугольнике диагонали взаимно перпендикулярны. Докажите, что площадьСкачать

№478. В выпуклом четырехугольнике диагонали взаимно перпендикулярны. Докажите, что площадь

Внутренние и внешние углы четырехугольника

Угол, смежный любому углу выпуклого четырёхугольника, называется внешним углом. Из любой вершины четырёхугольника можно провести два внешних угла, которые являются вертикальными углами и соответственно равны друг другу. Поэтому, говоря о внешнем угле четырёхугольника, мы будем иметь в виду, один из них. На рисунке для внутренних углов Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныуглы Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныявляются внешними.

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Каждый внутренний угол выпуклого четырёхугольника меньше Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныГрадусная мера внутреннего угла невыпуклого четырёхугольника может быть больше Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Сумма внутренних углов выпуклого четырёхугольника

Теорема. Сумма внутренних углов выпуклого четырёхугольника равна Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныЧетырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Докажите теорему, основываясь на том, что сумма внутренних углов треугольника равна Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныДоказательство представьте в виде двухстолбчатой таблицы.

Сумма внешних углов выпуклого четырёхугольника

Теорема. Сумма внешних углов выпуклого четырёхугольника равна Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Докажите теорему, опираясь на то, что внешний и внутренний угол, при каждой вершине являются смежными углами.

Параллелограмм

Параллелограмм и его свойства

Параллелограммом называется четырёхугольник, у которого противоположные стороны попарно параллельны. Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Теорема 1. Противоположные стороны параллелограмма конгруэнтны. Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Теорема 2. Противоположные углы параллелограмма конгруэнтны. Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Теорема 3. Сумма углов, прилежащих к одной стороне параллелограмма равна Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныЧетырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Теорема 4. Диагонали параллелограмма пересекаются и делятся точкой пересечения пополам. Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Теорема 5. Диагонали параллелограмма делят его на два конгруэнтных треугольника. Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Признаки параллелограмма

Теорема 1. Четырёхугольник у которого две противоположные стороны конгруэнтный параллельны есть параллелограмм.

Теорема 2. Четырёхугольник с попарно конгруэнтными сторонами есть параллелограмм.

Теорема 3. Если диагонали четырёхугольника пересекаются и в точке пересечения делятся по полам, то этот четырёхугольник есть параллелограмм.

Прямоугольник

Параллелограмм, все углы которого прямые, называется прямоугольником.

Все свойства параллелограмма относятся к прямоугольнику.

Наряду с этим прямоугольник имеет следующее свойство:

Теорема. Диагонали прямоугольника конгруэнтны. Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Признак прямоугольника

Параллелограмм, у которого диагонали конгруэнтны есть прямоугольник.

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Ромб и квадрат

Свойства ромба

Параллелограмм, у которого все стороны конгруэнтны, называется ромбом. Все свойства параллелограмма относятся к ромбу. Наряду с этим, ромб обладает следующими свойствами:

Теорема 1. Диагонали ромба являются биссектрисами его углов и пересекаются под прямым утлом. Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Теорема 2. (Обратная георема). Параллелограмм, у которого диагонали перпендикулярны, есть ромб. Если Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныто параллелограмм Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныявляется ромбом.

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Доказательство теоремы 1.

Дано: Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныромб.

Докажите, что Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Доказательство (словестное): По определению ромба Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныПри этом, так как ромб является параллелограммом, а диагонали параллелограмма делятся точкой пересечения пополам, тогда можно записать, что Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныравнобедренный. Медиана Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны(так как Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны), является также и биссектрисой и высотой. Т.е. Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныТак как Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныявляется прямым углом, то Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны. Аналогичным образом можно доказать, что Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Если четырёхугольник является ромбом или квадратом, то справедливы следующие утверждения.

Ромб:

  • 1. Все свойства параллелограмма действительны для ромба.
  • 2. Все стороны конгруэнтны.
  • 3. Диагонали взаимно перпендикулярны.
  • 4. Диагонали ромба делят его углы пополам.

Квадрат:

  • 1. Все свойства прямоугольника и ромба действительны для квадрата.
  • 2. Все углы прямые.
  • 3. Все стороны конгруэнтны.
  • 4. Диагонали равны, взаимно перпендикулярны, делятся точкой пересечения пополам, являются биссектрисами углов квадрата.

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Трапеция

Четырёхугольник, у которого только две стороны параллельны, называется трапецией.

Параллельные стороны трапеции называются основаниями, не параллельные стороны называются боковыми сторонами.

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Трапеция, у которой боковые стороны равны называется равнобедренной трапецией.

Трапеция, у которой одна из боковых сторон перпендикулярна основанию называется прямоугольной трапецией.

Теорема 1. В равнобедренной трапеции углы, прилежащие к основанию конгруэнтны. Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Теорема 2. Диагонали равнобедренной трапеции конгруэнтны. Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

План доказательства теоремы 2

Дано: Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныравнобедренная трапеция. Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Докажите: Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Средняя линия треугольника

Теорема Фалеса. Если параллельные прямые, пересекающие стороны угла, отсекают на одной его стороне конгруэнтные отрезки, то они отсекают конгруэнтные отрезки и на другой его стороне. Если Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярнытогда Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныЗапишите в тетради доказательство теоремы, заполнив пропущенные строки.

Доказательство: через точку Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныпроведем параллельную прямую к прямой Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Если в условии теоремы Фалеса, вместо угла взять две произвольные прямые, то результат не изменится.

Исследование: 1) В треугольнике Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярнычерез точку Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны— середину стороны Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныпроведите прямую параллельную Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныКакая фигура получилась? Является ли Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярнытрапецией? Измерьте и сравните основания полученной трапеции. 2) Измерьте и сравните длины отрезков Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныМожно ли утверждать, что Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Определение: Отрезок, соединяющий середины двух сторон треугольника называется средней линией этого треугольника. Теорема. Средняя линия, соединяющая середины двух сторон треугольника, параллельна третьей стороне и равна ее половине Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Доказательство. Пусть дан треугольник Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныи его средняя линия Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныПроведём через точку Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныпрямую параллельную стороне Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныПо теореме Фалеса, она проходит через середину стороны Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныт.е. совпадает со средней линией Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныТ.е. средняя линия Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныпараллельна стороне Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныТеперь проведём среднюю линию Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныТ.к. Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныто четырёхугольник Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныявляется параллелограммом. По свойству параллелограмма Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныПо теореме Фалеса Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныТогда Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныТеорема доказана.

Средняя линия трапеции

Средней линией трапеции называется отрезок, соединяющим середины боковых сторон трапеции.

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Теорема. Средняя линия трапеции параллельна основаниям и равна их полусумме.

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Доказательство: Через точку Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныи точку Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярнысередину Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныпроведём прямую и обозначим точку пересечения со стороной Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярнычерез Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Координаты середины отрезка

Исследование: Начертите числовую ось. Постройте окружность с центром в точке Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярнырадиусом 3 единицы. Вычислите значение выражения Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныЕсть ли связь между значением данного выражения и координатой точки Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Координаты середины отрезка

1) Пусть на числовой оси заданы точки Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныи Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныи точка Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныкоторая является серединой отрезка Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныто Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныа отсюда следует, что Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

2) По теореме Фалеса, если точка Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныявляется серединой отрезка Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныто на оси абсцисс точка Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныявляется соответственно координатой середины отрезка концы которого находятся в точках Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныи Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

3) Координаты середины отрезка Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныс концами Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныи Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныточки Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярнынаходятся так:

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Убедитесь, что данная формула верна в случае, если отрезок Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныпараллелен одной из осей координат.

Теорема Пифагора

В этом разделе вы научитесь:

  • различать рациональные и иррациональные числа;
  • упрощать выражения, содержащие квадратные корни;
  • решать задания на извлечение квадратного корня;
  • основам теоремы Пифагора;
  • решать практические задачи, применяя теорему Пифагора.

При решении таких задач как вычисления силы шторма на море, скорости автомобиля при аварии, определения места приземления при прыжке с парашютом часто приходится проводить вычисления с числами, стоящими под знаком корня.

Теорема Пифагора очень часто используется при решении геометрических задач.

Имя Пифагора ассоциируется с прямоугольным треугольником и соотношением между его сторонами. Греческий учёный Пифагор, живший в VI веке до нашей эры, является основателем школы, в которой преподавались музыка, гимнастика, философия и геометрия. Ученики школы называли себя Пифагорейцами. Они провозглашали гармонию музыки и чисел в природе и не верили в существование иррациональных чисел.

Практическая работа:

Шаг 1. Вырежьте из картона два одинаковых квадрата.

Шаг 2. На стороне одного из них отметьте отрезки Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныкак показано на рисунке и разрежьте его на два квадрата и два прямоугольника.

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Шаг 3. Полученные фигуры расположите, как показано на рисунке.

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Шаг 4. На сторонах другого квадрата отметьте отрезки Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныкак показано на рисунке и отрежьте четыре прямоугольных треугольника.

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Шаг 5. Что вы можете сказать о конгруэнтности данных треугольников? К какому виду относится оставшаяся фигура, после того, как вы отрезали треугольники и убрали их? Чему равен каждый внутренний угол данного четырёхугольника?

Шаг 6. Расположите полученные фигуры, как показано на рисунке.

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Шаг 7. Сравните результаты, которые вы получили на 3 и 6 шагах. К какому выводу вы пришли?

Теорема Пифагора:

В прямоугольном треугольнике квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов. Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Если рассмотреть площади квадратов, построенных на сторонах прямоугольного треугольника, то теорему Пифагора можно перефразировать так: в прямоугольном треугольнике площадь квадрата, построенного на гипотенузе, равна сумме площадей квадратов, построенных на катетах: Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Если в прямоугольном треугольнике заданы две стороны, то третью сторону можно найти по теореме Пифагора.

Пример:

Найдём длину катета на рисунке:

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Историческая справка: Пифагор родился в 569 году до нашей эры на острове Самос в Греции. В истории его имя увековечено теоремой, которая называется теоремой Пифагора. Она известна своей простотой и практическим значением. Об этой теореме знали ещё задолго до Пифагора. Однако, из письменных источников следует, что впервые её доказал именно Пифагор. Помимо оригинального доказательства теоремы самим Пифагором, известны также доказательстве» Эвклида, Леонардо да Винчи, Президента Америки Джеймса Гарфилда. В 1940 году широкой публике была представлена книга, где приводилось 370 доказательств теоремы. На рисунке вы видите статую, возведённую в честь Пифагора на его родине на острове Самос.

Обратная теорема:

Если квадрат одной из сторон треугольника равен сумме квадратов двух других сторон, то такой треугольник является прямоугольным треугольником. Если Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныто, Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны— прямоугольный.

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Прямоугольные треугольники, которых выражаются натуральными числами, называются Пифагоровыми треугольниками. Самый распространённый прямоугольный треугольник имеет стороны 3; 4; 5. Древние египтяне повсеместно пользовались этим треугольником для измерений. Такой треугольник называется Египетским треугольником. Треугольники со сторонами 5,12,13; 8,15,17; 7,24,25. также являются треугольниками Пифагора. А эти числа называются Пифагоровыми тройками. Если числа Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныявляются Пифагоровыми тройками, то и числа Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярнытакже являются Пифагоровыми тройками.

Видео:Все про РОМБ за 8 минут: Свойства, Признаки, Формулы Периметра и Площади // Геометрия 8 классСкачать

Все про РОМБ за 8 минут: Свойства, Признаки, Формулы Периметра и Площади // Геометрия 8 класс

Справочный материал по четырёхугольнику

Обозначим четыре точки, например А, В, С, D, из которых никакие три не лежат на одной прямой. Последовательно соединим их непересекающимися отрезками АВ, ВС, CD, DA. Получим четырёхугольник ABCD.

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны(рис. 1).

Точки А, В, С, D — вершины четырёхугольника, отрезки АВ, ВС, CD, DA — его стороны. Углы DAB, ABC, BCD, CDA — это углы четырёхугольника. Их также обозначают одной буквой — Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныЧетырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Вершины, стороны и углы четырёхугольника называют его элементами. ? | Почему фигуры, изображённые на рисунках 2 и 3, не являются четырёхугольниками?

У фигуры на рисунке 2 отрезки АС и BD пересекаются, а у фигуры на рисунке 3 точки A, D, С лежат на одной прямой. Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Четырёхугольник обозначают, последовательно записывая его вершины, начиная с любой из них. Например, четырёхугольник на рисунке 4 можно обозначить так: ABCD, или BCDA, или CDAB и т. д. Но для данного четырёхугольника запись, например, ADBC либо CDBA — неверна.

Две вершины, два угла или две стороны четырёхугольника могут быть либо соседними, либо противоположными. Например, в четырёхугольнике ABCD (рис. 4) вершины А и D, ZA и ZD, стороны AD и АВ — соседние, а вершины А и С, Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны, стороны AD и ВС — противоположные.

Отрезки, соединяющие противоположные вершины четырёхугольника, называются его диагоналями. На рис. 4 отрезки АС и BD — диагонали четырёхугольника ABCD.

Четырёхугольники бывают выпуклыми и невыпуклыми.

Если четырёхугольник лежит по одну сторону от каждой прямой, соединяющей две его соседние вершины, то он выпуклый. На рисунке 5 четырёхугольник выпуклый, а на рисунке б — невыпуклый, поскольку он не лежит по одну сторону от прямой, проходящей через вершины М и N.

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Мы будем изучать лишь выпуклые четырёхугольники. Сумма длин всех сторон четырёхугольника называется его периметром. Периметр обозначают буквой Р.

Записать, что периметр четырёхугольника ABCD равен 40 см, можно так: Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны=40 cm

Пример:

Докажите, что каждая сторона четырёхугольника меньше суммы трёх других его сторон.

Решение:

Диагональ АС четырёхугольника ABCD делит его на два треугольника ABC и ADC (рис. 7). В Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны+ CD (по неравенству треугольника). Тогда Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны. Аналогично АВ 45 и DC и секущей АС. Из равенства треугольников ABC и CD А следует: 1) АВ = DC, ВС = AD 2) Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны. Углы А и С параллелограмма равны как суммы равных углов.

Может ли в параллелограмме быть только один острый угол? Не может, так как, согласно доказанной теореме, таких углов два.

Пример №1

Сумма углов, прилежащих к одной стороне параллелограмма, равна 180°. Докажите это.

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Решение:

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны(рис. 31) по свойству внутренних односторонних углов при параллельных прямых ВС и AD и секущей АВ. Аналогично Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны(АВ CD, ВС-секущая), Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны(ВС || AD, CD — секущая), Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны(АВ || CD, AD- секущая).

Теорема (свойство диагоналей параллелограмма).

Диагонали параллелограмма точкой их пересечения делятся пополам.

Дано: ABCD — параллелограмм (рис. 32), АС и BD — диагонали, О — точка пересечения диагоналей. Доказать: АО = ОС, ВО = OD.

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Доказательство. Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныпо стороне А и прилежащим к ней углам. Из них ВС = AD как противоположные стороны параллелограмма, Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныкак внутренние накрест лежащие углы при параллельных прямых ВС и AD и секущей BD, (BC || AD, АС— секущая). Из равенства треугольников AOD и СОВ следует: АО = ОС, ВО = OD.

Для того чтобы доказать равенство отрезков (углов) в параллелограмме, докажите равенство треугольников, соответствующими элементами которых являются эти отрезки (углы).

Свойства параллелограмма приведены в таблице 3.Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

1. Возникает вопрос: Сколько данных необходимо для построения параллелограмма ?Таких данных должно быть три, среди которых — не более одного из его углов (один угол параллелограмма определяет остальные углы).

2. Название «параллелограмм» (parallelogrammon) происходит от сочетания греческих слов: «параллелос» — идущий рядом и «грамма» — линия.

Этот термин впервые упоминается в «Началах» Евклида (III в. до н. э.). Сначала вместо термина «параллелограмм» древнегреческий учёный использовал словосочетание «образованная параллельными линиями площадь» (часть плоскости, ограниченная двумя парами параллельных прямых).

Признаки параллелограмма

Решaя задачи, иногда требуется установить, что данный четырёхугольник — параллелограмм. Для этого используют признаки параллелограмма.

Теорема (признак параллелограмма).

Если противоположные стороны четырёхугольника попарнo равны, то такой четырёхугольник — параллелограмм.

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Дано: ABCD — четырёхугольник (рис. 52), АВ = DC, ВС = AD.

Доказать: ABCD— параллелограмм.

Доказательство. Проведём диагональ BD (рис. 52). Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныпо трём сторонам. У них BD— общая сторона, АВ = DC и ВС = AD по условию. Из равенства треугольников следует: Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныУглы CBD и ADB— внутренние накрест лежащие при прямых ВС и AD и секущей BD. Поэтому ВС || AD. Углы ABD и СОВ также внутренние накрест лежащие при прямых АВ и DC и секущей BD. Поэтому АВ || DC. Так как в четырёхугольнике ABCD ВС ||AD и АВ ||DC, то, по определению, этот четырёхугольник — параллелограмм.

Можно ли считать четырёхугольник параллелограммом, если в нём две противоположные стороны равны, а две другие — параллельны?

Нет, нельзя. На рисунке 53 АВ = CD, ВС || AD, но четырёхугольник ABCD — не параллелограмм. Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Теорема (признак параллелограмма).

Если в четырёхугольнике две противоположные стороны равны и параллельны, то такой четырёхугольник — параллелограмм.

Дано: ABCD — четырёхугольник (рис. 54), и АВ = DC, АВ || DC.

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Доказать: ABCD — параллелограмм.

Доказательство. Проведём диагональ АС (рис. 54). Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныпо двум сторонам и углу между ними. У них АС — общая сторона, АВ = DC по условию, Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныкак внутренние накрест лежащие углы при параллельных прямых АВ и DC и секущей АС. Из равенства треугольников следует: Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныНо углы DAC и ВС А — внутренние накрест лежащие при прямых ВС и AD и секущей АС. Поэтому ВС || AD. Поскольку в четырёхугольнике ABCD AD || БС(по доказанному) и АВ || DC (по условию), то, по определению, этот четырёхугольник — параллелограмм.

Пример №2 (признак параллелограмма).

Если диагонали четырёхугольника делятся точкой их пересечения пополам, то такой четырёхугольник — параллелограмм. Докажите это.

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Решение:

Пусть ABCD—данный четырёхугольник, О — точка пересечения его диагоналей и ВО= OD, АО= ОС (рис. 55). Докажем, что ABCD — параллелограмм. Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныпо двум сторонам и углу между ними. У них ВО = OD, АО = ОС по условию, Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныкак вертикальные. Из равенства треугольников следует: ВС= AD и Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныНо углы ОВС и ODA — внутренние накрест лежащие при прямых BCuADh секущей BD. Поэтому BC\AD.

Поскольку в четырёхугольнике ABCD ВС= AD и ВС || AD, то, согласно доказанному признаку, этот четырёхугольник — параллелограмм.

Чтобы установить, что четырёхугольник — параллелограмм, докажите, что в нём:

  1. либо противоположные стороны попарно параллельны (определение параллелограмма),
  2. либо противоположные стороны попарно равны (признак),
  3. либо две противоположные стороны равны и параллельны (признак),
  4. либо диагонали делятся точкой их пересечения пополам (признак).

Вам уже знакомы понятия «необходимо», «достаточно», «необходимо и достаточно». В таблице 5 рассмотрите пары утверждений А и В и выясните смысл этих понятий.

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Обратите внимание, что утверждения «Л достаточно для в» и «А необходимо для В» — взаимно обратные. Их можно объединить и сформулировать следующим образом.

Для того чтобы четырехугольник был параллелограммом, необходимо и достаточно, чтобы его противоположные стороны были попарно равны.

Иногда вместо «необходимое и достаточное условие» говорят «необходимый и достаточный признак», а чаще — просто «признак». Поэтому теоремы этого параграфа называем «признаками параллелограмма».

Прямоугольник

Параллелограммы, как и —у треугольники, можно разделить на виды. Прямоугольник — один из видов параллелограмма. На рисунке 73 вы видите параллелограмм ABCD являющийся прямоугольником. Дайте определение прямоугольнику и сравните его с приведённым в учебнике. Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Параллелограмм, у которого все углы прямые, называется прямоугольником.

Поскольку прямоугольник — частный вид параллелограмма, то ему присущи все свойства параллелограмма:

  1. противоположные стороны равны;
  2. противоположные углы равны;
  3. диагонали делятся точкой их пересечения пополам.

Кроме этих свойств прямоугольник имеет ещё и особое свойство.

Дано: ABCD — прямоугольник, АС и BD — диагонали (рис. 74).

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Доказать: АС = BD.

Доказательство. Прямоугольные треугольники ACDw DBA равны по двум катетам. При этом AD — общий катет, а катеты АВ и DC равны как противоположные стороны параллелограмма. Из равенства треугольников следует: АС = BD.

Свойства прямоугольника приведены в таблице 8.

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныМожно ли утверждать, что параллелограмм, в котором диагонали равны, является прямоугольником? Да, но это нужно доказать.

Пример №3 (признак прямоугольника).

Если диагонали параллелограмма равны, то такой параллелограмм — прямоугольник. Докажите это.

Решение:

Пусть ABCD — параллелограмм, в котором АС = BD (рис. в табл. 8). Докажем, что Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны. Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныпо трём сторонам. У них AD — общая сторона, АС = BD по условию, АВ = DC — как противоположные стороны параллелограмма. Из этого следует, что Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны. Поскольку в параллелограмме противоположные углы равны, то: Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны. По свойству углов четырёхугольника, Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Следовательно, Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны: 4 = 90°, то есть параллелограмм ABCD — прямоугольник.

Для того чтобы установить, что данный параллелограмм — прямоугольник, докажите, что у него: либо все его углы прямые (определение прямоугольника), либо диагонали равны (признак).

Можно ли утверждать, что четырёхугольник, в котором диагонали равны, — это прямоугольник? Нет, нельзя (см. рис. 75). Необходимо проверить, выполняется ли один из признаков параллелограмма. Например, делятся ли диагонали точкой их пересечения пополам.

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Возникает вопрос: Можно ли сформулировать другие определения прямоугольника ?

В младших классах прямоугольником называли четырёхугольник, все углы в котором прямые. Теперь мы определили прямоугольник как частный вид параллелограмма. Возможны и такие определения прямоугольника: параллелограмм, в котором все углы равны (действительно, сумма углов параллелограмма составляет 360°, тогда каждый из них равен 90°); параллелограмм, в котором есть прямой угол (действительно, в параллелограмме сумма смежных углов составляет 180е, а противоположные углы равны. Если один из его углов прямой, то и три остальные — прямые). Эти определения прямоугольника эквивалентны.

Следовательно, существуют разные определения одного и того же понятия.

Ромб. Квадрат

Могут ли в параллелограмме все стороны быть равными? Да, могут. На рисунке 94 в параллелограмме ABCD АВ = ВС = = CD = AD. Это ещё один вид параллелограмма — ромб.

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Параллелограмм, у которого все стороны равны, называется ромбом.

Можно ли утверждать, что параллелограмм является ромбом, если две его смежные стороны равны? Да, можно. Равенство всех сторон такого параллелограмма следует из свойства: противоположные стороны параллелограмма равны.

Теорема (свойства диагоналей ромба). Диагонали ромба взаимно перпендикулярны. Диагонали ромба делят его углы пополам.

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Дано: ABCD — ромб (рис. 95), О— точка пересечения диагоналей АС и BD.

Доказать: Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Доказательство. Согласно определению ромба АВ = ВС, поэтому треугольник ABC— равнобедренный. Так как ромб ABCD— параллелограмм, то АО — ОС. Отсюда ВО— медиана равнобедренного треугольника ABC, следовательно, высота и биссектриса этого треугольника. Поэтому Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны. Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Аналогично доказываем, что диагональ BD делит пополам угол D, а диагональ АС— углы А и С ромба ABCD.

Свойства ромба приведены в таблице 10. Таблица 1 О

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Пример №4 (признак ромба)

Докажите, что параллелограмм, диагонали которого взаимно перпендикулярны, является ромбом.

Решение:

Пусть ABCD — данный параллелограмм, в котором Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны(рис. 96). Докажем, что ABCD— ромб. Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныпо двум сторонами и углу между ними.

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Так как ромб — это частный вид параллелограмма, то он имеет все свойства параллелограмма (назовите их). Кроме того, ромб обладает особыми свойствами. У них сторона АО — общая, OB = OD по свойству диагоналей параллелограмма, Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныпо условию. Из равенства треугольников следует: АВ = AD. Тогда АВ = CD и AD = ВС по свойству противоположных сторон параллелограмма. Итак, все стороны параллелограмма равны, поэтому он является ромбом.

Для того чтобы установить, что данный параллелограмм — ромб, докажите, что в нем:

  • либо все стороны равны (определение ромба),
  • либо диагонали взаимно перпендикулярны (признак).

Прямоугольник, в котором все стороны равны, называется квадратом.

На рисунке 97 вы видите квадрат ABCD.

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Существуют и другие определения квадрата: ромб, в котором все углы прямые, называется квадратом; прямоугольник, в котором все стороны равны, называется квадратом; параллелограмм, в котором все стороны равны и все углы прямые, называется квадратом. Следовательно, квадрат имеет все свойства параллелограмма, прямоугольника и ромба. Перечислим свойства квадрата.

  1. Противоположные стороны и противоположные углы квадрата равны. Диагонали квадрата в точке пересечения делятся пополам (свойства параллелограмма).
  2. Диагонали квадрата равны (свойство прямоугольника).
  3. Диагонали квадрата взаимно перпендикулярны и делят его углы пополам (свойства ромба).

Квадрат является частным видом и ромба, и прямоугольника, и параллелограмма. Ромб и прямоугольник — это частные виды параллелограмма. Соотношение между видами параллелограммов показано на Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

1. Рассмотрите таблицу классификации параллелограммов по соседним углам и смежным сторонам. Предложите собственную классификацию изученных видов параллелограмма.

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

2. Кроме параллелограммов есть ещё один вид четырёхугольников — дельтоид. Эту фигуру получим, если два равнобедренных треугольника ABC и ADCc равными основаниями АС приложить друг к другу так, как показано на рисунке 99.

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Свойства дельтоида следуют из свойств равнобедренного треугольника. Например, диагонали взаимно перпендикулярны, одна из них делит углы пополам и другую диагональ — пополам. Сформулируйте, пользуясь рисунком, другие свойства дельтоида. Если равнобедренные треугольники, из которых образован дельтоид, равны, то такой дельтоид является ромбом. Если равнобедренные треугольники к тому же прямоугольные, то дельтоид является квадратом.

3. Слово «ромб» происходит от греческого rhombos — юла, вращение. Слово «квадрат» происходит от латинского quadratum — четырёхугольник. Квадрат был первым четырёхугольником, который рассматривался в геометрии.

Теорема Фалеса. Средняя линия треугольника

Начертите угол ABC (рис. 117).

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Произвольным раствором циркуля отложите на стороне АВ угла равные отрезки Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныи Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныПроведите с помощью чертёжного угольника и линейки через точки Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныпараллельные прямые, которые пересекут сторону ВС этого угла в точках Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныПри помощи циркуля сравните длины отрезков Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныСделайте вывод.

Теорема Фалёса. Если параллельные прямые, пересекающие стороны угла, отсекают на одной его стороне равные отрезки, то они отсекают равные отрезки и на другой его стороне.

Дано: Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Доказать: Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Доказательство. Проведём через точки Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныпрямые Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныпараллельные ВС. Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныпо стороне и прилежащим к ней углам. У них Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныпо условию, Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныкак соответственные углы при параллельных прямых. Из равенства этих треугольников следует, что Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныи Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныкак противоположные стороны параллелограммов Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Справедлива ли теорема Фалеса, если вместо сторон угла взять две произвольные прямые? Да, справедлива. Параллельные прямые, пересекающие две заданные прямые и отсекающие на одной прямой равные отрезки, отсекают равные отрезки и на другой прямой (рис. 119).

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Пример №5

Разделите данный отрезок АВ на пять равных частей.

Решение:

Проведём из точки А луч АС, не лежащий на прямой АВ (рис. 120).

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Отложим на луче АС пять равных отрезков: АА,Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныПроведём прямую Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны. Через точки Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныпроведём прямые, параллельные прямой Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны. По теореме Фалеса, эти прямые делят отрезок АВ на пять равных частей.

Средней линией треугольника называется отрезок, соединяющий середины двух его сторон.

На рисунке 121 отрезок MN — средняя линия Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны, так как точки М и N — середины сторон АВ и ВС.

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Теорема (свойства средней линии треугольника). Средняя линия треугольника параллельна третьей его стороне и равна её половине.

Дано: Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны(рис. 122), AD = BD, СЕ= BE.

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Доказать: Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Доказательство. 1) Пусть DE- средняя линия Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны. Проведём через точку D прямую, параллельную АС. Согласно теореме Фалеса, она пересекает отрезок ВС в его середине £, то есть содержит среднюю линию DE. Следовательно DE || АС.

2) Проведём прямую EF|| АВ. По теореме Фалеса, прямая EFделит отрезок 1

АС пополам: Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны. По построению, четырёхугольник ADEF- параллелограмм, поэтому DE= AF. Следовательно, Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Пример №6

Докажите, что середины сторон четырёхугольника являются вершинами параллелограмма.

Решение:

Пусть ABC— данный четырёхугольник и М, N, Р, К — середины его сторон (рис. 123). Докажем, что MNPK — параллелограмм. Проведём диагональ AC. MN— средняя линия ААВС.

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Поэтому Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны. КР— средняя линия треугольника ADC. Поэтому КР || АС и Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Получаем: MN || АС и КР || АС, отсюда MN || КРЧетырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны, отсюда MN= КР. Противоположные стороны MN и КР четырёхугольника MNPK равны и параллельны, следовательно, это параллелограмм.

Если по условию задачи даны середины некоторых отрезков, то можно использовать свойства средней линии треугольника.

Древнегреческого учёного Фалеса из Милета (625 — 548 гг. до н. э.) считают одним из семи мудрецов мира. Гений Фалеса нашёл воплощение в разных сферах деятельности. Он занимался инженерным делом, был государственным деятелем, математиком, астрономом. Особой заслугой Фалеса является то, что он ввёл в математику идею доказательства. Учёный доказал, что углы при основании равнобедренного треугольника равны, что диаметр делит окружность на две равные части, что прямой угол можно вписать в полуокружность и т. д. Историки полагают, что именно Фалес начал использовать основные геометрические инструменты — циркуль и линейку. Учёный измерял высоту египетских пирамид по длине их теней, впервые предсказал солнечное затемнение, наблюдавшееся в 585 г. до н. э.

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Трапеция

Вы уже знаете, что четырёхугольник с попарно параллельными противоположными сторонами — параллелограмм.

На рисунке 143 изображён четырёхугольник ABCD, две стороны AD и ВС которого параллельны, а две другие — АВ и CD — непараллельны. Такой четырёхугольник — трапеция. Дайте определение трапеции и сравните его с приведённым в учебнике.

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Трапецией называется четырёхугольник, в которомдве стороны параллельны, а две другие — непараллельны.

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Параллельные стороны трапеции называются её основаниями, а непараллельные — боковыми сторонами. На рисунке 144 AD и ВС — основания трапеции, АВ и CD — боковые стороны.

Могут ли основания трапеции быть равными? Не могут, поскольку тогда получим параллелограмм.

Высотой трапеции называется перпендикуляр, проведённый из любой точки одного основания к другому основанию либо его продолжению (рис. 144).

Трапеция, в которой боковые стороны равны, называется равнобедренной. На рисунке 145 трапеция MNKP — равнобедренная, поскольку MN = КР.

Трапецию, один из углов которой прямой, называют прямоугольной. Трапеция ABCD (рис. 146) — прямоугольная, поскольку Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны= 90*.

Средней линией трапеции называется отрезок, соединяющий середины её боковых сторон.

На рисунке 147 отрезок EF — средняя линия трапеции ABCD, так как точки Е и F — середины боковых сторон АВ и CD.

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Теорема (свойства средней линии трапеции). Средняя линия трапеции параллельна основаниям и равна их полусумме.

Дано: ABCD — трапеция с основаниями AD и ВС (рис. 148), EF— средняя линия. Доказать: Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Доказательство. Поскольку EF — средняя линия трапеции ABCD, то АЕ= BE, DF= CF. Через точки В и проведём прямую, пересекающую продолжение основания ADb точке Q. Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныno стороне и прилежащим к ней углам. У них CF = FD по условию, Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныкак вертикальные, Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярнывнутренние накрест лежащие углы при параллельных прямых ВС и АО и секущей CD. Из равенства треугольников следует: BF— F0, то есть средняя линия ЕF трапеции является средней линией треугольника АВО.

1) По свойству средней линии треугольника EF || АО, поэтому EF || AD. Поскольку AD || ВС, то EF\ ВС.

Пример №7 (свойство равнобедренной трапеции).

В равнобедренной трапеции углы при основании равны. Докажите это.

Решение:

Пусть в трапеции ABCD (рис. 149) АВ = CD. Докажем, что углы при основании AD равны.

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Проведём СЕ || АВ. Полученный четырёхугольник АВСЕ— параллелограмм, так как его противоположные стороны попарно параллельны. По свойству параллелограмма, АВ = СЕ, а по условию — АВ = CD. Следовательно, С£= CD и Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныравнобедренный. Поэтому Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярнысоответственные углы при параллельных прямых СЕ и АВ и секущей АЁ. Отсюда

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Если в условии задачи дана трапеция, то полезно такое дополнительное построение: проведите через вершину трапеции прямую, параллельную боковой стороне (рис. 149 или 150), и используйте свойства полученных параллелограмма и треугольника.

Решите предыдущую задачу, используя рисунок 150. Посмотрите на рисунок 151, где изображены изученные вами

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Центральные и вписанные углы

Проведём окружность с центром О и построим угол с вершиной в центре окружности (рис. 182). Получили центральный угол в окружности.

Угол с вершиной в центре окружности называется центральным углом. Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныЧетырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Теорема (о вписанном угле). Вписанный угол измеряется половиной дуги, на которую он опирается.

Дано: Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны— вписанный в окружность с центром О (рис. 188 — 190).

Доказать: Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Доказательство. Рассмотрим три случая расположения центра , окружности относительно сторон данного вписанного угла.

1. Центр окружности лежит на стороне вписанного угла (рис. 188). Проведём отрезок ОД тогда центральный угол АОС является внешним углом Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны. По свойству внешнего угла треугольника, Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныЧетырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны— равнобедренный (ОВ= OA = R). Поэтому Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныизмеряется дугой АС. Следовательно, вписанный угол ABC измеряется половиной дуги АС.

2. Центр окружности лежит во внутренней области вписанного угла (рис. 189). Проведём луч ВО, тогда данный угол равен сумме двух углов:Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Из доказанного в первом случае следует, что Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныизмеряется половиной дуги AD, a Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны— половиной дуги DC. Поэтому Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныизмеряется суммой полудуг AD и DC, то J есть половиной дуги АС.

3. Центр круга лежит во внешней области вписанного угла (рис. 190). Проведём луч ВО, тогда: Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Следствие 1.

Вписанные углы, опирающиеся на одну и ту же дугу, равны (рис. 191). Действительно, каждый из них измеряется половиной одной и той же дуги.

Следствие 2.

Вписанный угол, опирающийся на диаметр, — прямой (рис. 192). Действительно, такой угол измеряется половиной полуокружности, то есть 180°: 2 = 90°. Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Равны ли вписанные углы, опирающиеся на равные дуги (рис. 193)? Да, так как каждый из этих углов измеряется половиной равных дуг, градусные меры которых равны.

Пример №8

Хорды окружности АВ и ВС образуют угол 30°. Найдите хорду АС, если диаметр окружности равен 10 см.

Решение:

Проведём диаметр CD и соединим точки A и D (рис. 194). Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныкак вписанные, опирающиеся на дугу АС (следствие 1). Поэтому Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны, так как опирается на диаметр окружности (следствие 2). Тогда в прямоугольном треугольнике ADC катет АС лежит против угла 30° и равен половине гипотенузы CD. Следовательно, Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Для того чтобы доказать равенство двух углов, покажите, что они являются вписанными в одну окружность и опираются на одну и ту же дугу либо на равные дуги данной окружности.

Рассмотрим геометрическое место точек, которое используется при решении сложных задач на построение.

Пусть АВ — некоторый отрезок прямой а, М— произвольная точка, не лежащая на прямой a, Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны(рис. 195). Тогда говорят: из точки М отрезок АВ виден под углом а.

Если описать окружность около Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны(рис. 196), то из любой точки дуги АМВ (кроме точек А и В) отрезок АВ виден под углом а (следствие 1 из теоремы о вписанном угле). Поскольку точку можно взять и с другой стороны от прямой а, то существует ещё одна дуга, например ANB(рис. 197), из каждой точки которой (кроме точек А и В) отрезок АВ виден под углом а. Поэтому геометрическим местом точек, из которых отрезок АВ виден под углом а, является фигура, состоящая из двух дуг АМВ и AN В без точек А и В. Чтобы построить одну из двух дуг этого геометрического места точек для острого угла а, необходимо: Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Вписанные и описанные четырёхугольники

Отметим на окружности четыре точки и соединим их хордами (рис. 222). Получили четырёхугольник, вписанный в окружность. Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Четырёхугольник, все вершины которого лежат на окружности, называется вписанным в эту окружность, а окружность — описанной около этого четырехугольника.

Отметим на окружности четыре точки и проведём через них отрезки касательных, как показано на рисунке 223. Получили четырёхугольник, описанный около окружности.

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Четырёхугольнику все стороны которого касаются окружности, называется описанным около этой окружности, а окружность — вписанной в этот четырёхугольник.

Свойство вписанного четырёхугольника и его признак связаны с углами этого четырёхугольника.

Теорема (свойство углов вписанного четырёхугольника). Сумма противоположных углов вписанного четырёхугольника равна 180″.

Дано: четырёхугольник ABCD, вписанный в окружность (рис. 224).

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Доказать: Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Доказательство. Углы А, В, Си D вписаны в окружность.

Из теоремы о вписанном угле следует: Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Тогда Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Сумма всех углов четырёхугольника равна 360°, а сумма углов А и С — 180°. Тогда Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Около каждого ли четырёхугольника можно описать окружность? В отличие от треугольника не каждый четырёхугольник — вписанный. Приведём признак вписанного четырёхугольника без доказательства.

Теорема (признак вписанного четырёхугольника). Если в четырёхугольнике сумма двух противоположных углов равна 180е, то около такого четырёхугольника можно описать окружность.

Пример №9

Докажите, что около равнобедренной трапеции можно описать окружность.

Решение:

Пусть ABCD — равнобедренная трапеция с основаниями AD и ВС (рис. 225). Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Докажем, что Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны. В любой трапеции сумма углов, прилежащих к одной боковой стороне, равна 180° (следует из свойства параллельных прямых).

Поэтому, Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны. По свойству равнобокой трапеции, Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Тогда Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныи, согласно признаку вписанного четырёхугольника, трапеция ABCD— вписанная. Свойство описанного четырёхугольника и его признак связаны со сторонами этого четырёхугольника.

Теорема (свойство сторон описанного четырёхугольника). Суммы противоположных сторон описанного четырёхугольника равны.

Дано: четырёхугольник ABCD, описанный около окружности (рис. 226), Е, F, K и P — точки касания.

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Доказать: АВ + CD = ВС + AD.

Доказательство. По свойству касательных, проведённых к окружности из одной точки: АЕ = АР; BE = BF, СК = CF, DK = DP. Сложив почленно эти равенства, получим: АЕ + BE + СК + DK = АР + BF + CF + DP, то есть АВ + CD = ВС + AD.

В каждый ли четырёхугольник можно вписать окружность? В отличие от треугольника, не в каждый четырёхугольник можно вписать окружность. Приведём признак описанного четырёхугольника без доказательства.

Теорема (признак описанного четырёхугольника). Если в четырёхугольнике суммы противоположных сторон равны, то в этот четырёхугольник можно вписать окружность.

Чтобы доказать, что четырёхугольник MNKP (рис. 227) — вписанный, покажите, что: либо ے M + ے K = 180°, либо ے N + ے P= 180°. Чтобы доказать, что четырёхугольник ABCD (рис. 227) — описанный, покажите, что: AB + CD = AD + BC.

1. Кроме окружностей, вписанной и описанной около четырёхугольника, существуют ещё и вневписанные окружности.

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Проведём в произвольном четырёхугольнике ABCD биссектрисы внешних углов при вершинах А, В, С и D [рис. 228). Точки их пересечения Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныцентры четырёх вневписанных окружностей. Каждая из них касается одной стороны четырёхугольника и продолжении двух других его сторон. Вневписанные окружности имеют следующее свойство: их центры являются вершинами четырёхугольника Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярнывписанного в окружность. Действительно,

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Следовательно, четырёхугольник Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны— вписанный в окружность.

2. Древнегреческие учёные открыли, кроме уже известных вам, другие интересные свойства вписанных и описанных четырёхугольников. Например.

Теорема Птолемея (II в.). Произведение диагоналей вписанного четырёхугольника равно сумме произведений его противоположных сторон.

Задача Архимеда (III в. до н. э.). Если диагонали вписанного четырёхугольника перпендикулярны, то сумма квадратов четырёх отрезков, на которые делятся диагонали точкой пересечения, равна квадрату диаметра описанной окружности. Позднее (IX — XIII в.) арабские учёные дополнили сведения о вписанных и описанных четырёхугольниках и способах исследования их свойств. Так, одарённый геометр Гасан ибн-Гайтем (умер в 1038 г.) предложил, способ, позволяющий установить, используя лишь циркуль, является ли данный четырёхугольник вписанным. Пусть дан четырёхугольник ABCD(рис. 229).

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Продолжим сторону AD за точку D. Проведём дуги равных окружностей с центрами в точках В и D. Если KL = МО, то четырёхугольник ABCD — вписанный, так как ے ABC + ے ADC = 180° (докажите это). В иных случаях четырёхугольник не является вписанным.

4 | 3. При решении задач иногда рассматриваются окружности, не заданные в условии. На рисунке к задаче сначала находим четырёхугольник, около которого можно описать окружность либо в который можно вписать окружность, а потом используем свойства хорд, диаметров, вписанных углов, углов с вершиной внутри окружности и т. д.

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Пример №10

Из произвольной точки М катета ВС прямоугольного треугольника ABC проведён перпендикуляр MD к гипотенузе АВ (рис. 230). Докажем, что ے MAD= ے MCD.

Решение:

Около четырёхугольника ADMC можно описать окружность, так как ے ACM+ ے ADM= 180°.

Тогда ے MAD= ے MCD— вписанные углы, опирающиеся на одну дугу MD.

Рекомендую подробно изучить предметы:
  • Геометрия
  • Аналитическая геометрия
  • Начертательная геометрия
Ещё лекции с примерами решения и объяснением:
  • Площади фигур в геометрии
  • Площади поверхностей геометрических тел
  • Вычисление площадей плоских фигур
  • Преобразование фигур в геометрии
  • Парабола
  • Многогранник
  • Решение задач на вычисление площадей
  • Тела вращения: цилиндр, конус, шар

При копировании любых материалов с сайта evkova.org обязательна активная ссылка на сайт www.evkova.org

Сайт создан коллективом преподавателей на некоммерческой основе для дополнительного образования молодежи

Сайт пишется, поддерживается и управляется коллективом преподавателей

Whatsapp и логотип whatsapp являются товарными знаками корпорации WhatsApp LLC.

Cайт носит информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, которая определяется положениями статьи 437 Гражданского кодекса РФ. Анна Евкова не оказывает никаких услуг.

Видео:(Атанасян, 478. Геометрия 7-9) В выпуклом четырёхугольнике диагонали взаимно перпендикулярны.Скачать

(Атанасян, 478. Геометрия 7-9) В выпуклом четырёхугольнике диагонали взаимно перпендикулярны.

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:

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныСхема 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.

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны1. 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: Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

3. Биссектрисы смежных углов трапеции пересекаются под прямым углом.

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

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

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныВ равнобедренной трапеции

  • углы при основании равны,
  • проекции боковых сторон на основание равны: Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны.

5. Площадь трапеции равна произведению полусуммы оснований на высоту:

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Параллелограм — это четырехугольник, у которого противоположные стороны попарно параллельны: Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныВ параллелограмме:

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

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

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

Площадь параллелограмма равна произведению основания на высоту:

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

или произведению сторон на синус угла между ними:

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны:

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Ромб — это параллелограмм, у которого все стороны равны:

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

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

Площадь ромба равна половине произведения диагоналей:

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярныЧетырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

или произведению квадрата стороны на синус угла между сторонами:

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Прямоугольник — это параллелограмм, у которого все углы прямые:

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

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

Площадь прямоугольника равна произведению его сторон:

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны.

Квадрат — это прямоугольник, у которого все стороны равны

Квадрат — это ромб, у которого все углы прямые.

Соответственно: квадрат обладает свойствами ромба и прямоугольника:

Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

  • 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.Четырехугольники у которых диагонали взаимно перпендикулярны

Четырехугольники

Четырехугольником называется фигура, которая состоит из четырех точек и четырех последовательно соединяющих их отрезков. При этом никакие три из данных точек не лежат на одной прямой, а соединяющие их отрезки не пересекаются.

Две несмежные стороны четырехугольника называются противоположными . Две вершины, не являющиеся соседними, называются также противоположными.

Четырехугольники бывают выпуклые ( как ABCD) и
невыпуклые (A 1 B 1 C 1 D 1 ) .

Видео:Все про ПАРАЛЛЕЛОГРАММ за 8 минут: Свойства, Признаки, Формулы Периметра и Площади // ГеометрияСкачать

Все про ПАРАЛЛЕЛОГРАММ за 8 минут: Свойства, Признаки, Формулы Периметра и Площади // Геометрия

Виды четырёхугольников


Параллелограмм

Параллелограммом называется четырехугольник, у которого противолежащие стороны попарно параллельны.

Свойства параллелограмма


  • противолежащие стороны равны;
  • противоположные углы равны;
  • диагонали точкой пересечения делятся пополам;
  • сумма углов, прилежащих к одной стороне, равна 180°;
  • сумма квадратов диагоналей равна сумме квадратов всех сторон:

d 1 2 +d 2 2 =2(a 2 +b 2 ).

Признаки параллелограмма

Четырехугольник является параллелограммом, если:

  1. Две его противоположные стороны равны и параллельны.
  2. Противоположные стороны попарно равны.
  3. Противоположные углы попарно равны.
  4. Диагонали точкой пересечения делятся пополам.

Трапеция

Трапецией называется четырехугольник, у которого две противолежащие стороны параллельны, а две другие непараллельны.

Параллельные стороны трапеции называются ее основаниями, а непараллельные стороны — боковыми сторонами. Отрезок, соединяющий середины боковых сторон, называется средней линией.

Трапеция называется равнобедренной (или равнобокой ), если ее боковые стороны равны.

Трапеция, один из углов которой прямой, называется прямоугольной.

Свойства трапеции


  • ее средняя линия параллельна основаниям и равна их полусумме;
  • если трапеция равнобокая, то ее диагонали равны и углы при основании равны;
  • если трапеция равнобокая, то около нее можно описать окружность;
  • если сумма оснований равна сумме боковых сторон, то в нее можно вписать окружность.

Признаки трапеции

Четырехугольник является трапецией, если его параллельные стороны не равны

Прямоугольник

Прямоугольником называется параллелограмм, у которого все углы прямые.

Признаки прямоугольника

Параллелограмм является прямоугольником, если:

  1. Один из его углов прямой.
  2. Его диагонали равны.

Ромбом называется параллелограмм, у которого все стороны равны.

Свойства ромба


  • все свойства параллелограмма;
  • диагонали перпендикулярны;
  • диагонали являются биссектрисами его углов.

Признаки ромба


  1. Параллелограмм является ромбом, если:
  2. Две его смежные стороны равны.
  3. Его диагонали перпендикулярны.
  4. Одна из диагоналей является биссектрисой его угла.

Квадрат

Квадратом называется прямоугольник, у которого все стороны равны.

Свойства квадрата


  • все углы квадрата прямые;
  • диагонали квадрата равны, взаимно перпендикулярны, точкой пересечения делятся пополам и делят углы квадрата пополам.

Признаки квадрата

Прямоугольник является квадратом, если он обладает каким-нибудь признаком ромба.

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

Как решить любую задачу с четырёхугольниками? | Математика TutorOnline

Основные формулы


  1. Произвольный выпуклый четырехугольник
    d 1 , d 2 — диагонали; — угол между ними; S — площадь.

Параллелограмм
a и b — смежные стороны; — угол между ними; h a — высота, проведенная к стороне a .

Трапеция
a и b — основания; h — расстояние между ними; l — средняя линия .

📹 Видео

№410. Является ли четырехугольник квадратом, если его диагонали: а) равны и взаимноСкачать

№410. Является ли четырехугольник квадратом, если его диагонали: а) равны и взаимно

8 класс, 3 урок, ЧетырехугольникСкачать

8 класс, 3 урок, Четырехугольник

№521. Докажите, что если диагонали четырехугольника ABCD взаимно перпендикулярны, то AD2 +ВС2 =AB2+CСкачать

№521. Докажите, что если диагонали четырехугольника ABCD взаимно перпендикулярны, то AD2 +ВС2 =AB2+C

№408. Докажите, что параллелограмм является ромбом, если: а) его диагонали взаимноСкачать

№408. Докажите, что параллелограмм является ромбом, если: а) его диагонали взаимно

Геометрия Доказательство Диагонали ромба перпендикулярны и являются биссектрисами его угловСкачать

Геометрия Доказательство Диагонали ромба перпендикулярны и являются биссектрисами его углов

Если в четырёхугольнике диагонали перпендикулярны ... | ОГЭ 2017 | ЗАДАНИЕ 13 | ШКОЛА ПИФАГОРАСкачать

Если в четырёхугольнике диагонали перпендикулярны ... | ОГЭ 2017 | ЗАДАНИЕ 13 | ШКОЛА ПИФАГОРА

Геометрия Признак ромба Если диагонали параллелограмма перпендикулярны, то этот параллелограмм ромбСкачать

Геометрия Признак ромба Если диагонали параллелограмма перпендикулярны, то этот параллелограмм ромб

Диагонали четырёхугольника ABCD, вписанного в окружность, взаимно перпендикулярны. Из вершин В и ССкачать

Диагонали четырёхугольника ABCD, вписанного в окружность, взаимно перпендикулярны. Из вершин В и С

Геометрия Докажите, что площадь выпуклого четырехугольника диагонали которого перпендикулярны равнаСкачать

Геометрия Докажите, что площадь выпуклого четырехугольника диагонали которого перпендикулярны равна

Геометрия 10 класс (Урок№2 - Четырехугольники.)Скачать

Геометрия 10 класс (Урок№2 - Четырехугольники.)

ЧетырехугольникиСкачать

Четырехугольники

№520. Диагонали равнобедренной трапеции взаимно перпендикулярны, а сумма ее оснований равна 2аСкачать

№520. Диагонали равнобедренной трапеции взаимно перпендикулярны, а сумма ее оснований равна 2а

Вписанные четырехугольники. 9 класс.Скачать

Вписанные четырехугольники. 9 класс.

Диагонали квадрата взаимно перпендикулярны. | ОГЭ 2017 | ЗАДАНИЕ 13 | ШКОЛА ПИФАГОРАСкачать

Диагонали квадрата взаимно перпендикулярны. | ОГЭ 2017 | ЗАДАНИЕ 13 | ШКОЛА ПИФАГОРА

Если диагонали выпуклого четырёхугольника равны ... | ОГЭ 2017 | ЗАДАНИЕ 13 | ШКОЛА ПИФАГОРАСкачать

Если диагонали выпуклого четырёхугольника равны ... | ОГЭ 2017 | ЗАДАНИЕ 13 | ШКОЛА ПИФАГОРА
Поделиться или сохранить к себе: