Доказать что четырехугольник ромб через диагонали

Однако под эти признаки попадает не только ромб, но и квадрат. Существует специальный алгоритм, позволяющий выяснить принадлежность четырехугольника к той или иной группе. Он состоит из следующих шагов:

Например, у четырехугольника с прямыми внутренними углами диагонали пересекаются в некоторой точке, и образуют 4 треугольника с прямым углом. Следует идентифицировать тип фигуры. Для этого нужно воспользоваться вышеописанным алгоритмом:

Алгоритм является очень простым. При его применении не возникает проблем вообще.

При использовании признаков и алгоритма специалисты-математики гарантируют точность определения. После идентификации фигуры необходимо обратить внимание на ее свойства.

Важные свойства

Ромб обладает всеми свойствами параллелограмма, которые следует учитывать. Ошибка некоторых новичков заключается в том, что они при поиске свойств не обращают внимания на частные случаи. Из-за невнимательности некоторые задачи решаются очень долго, а иногда произвести вычисления просто невозможно. К основным свойствам параллелограмма относятся следующие:

Ромб обладает также свойствами, которые присущи только ему. Это связано с тем, что он является частным случаем класса параллелограммов. К ним необходимо отнести следующие:

Некоторые из свойств были получены при доказательстве теорем. Для выведения третьего свойства использовалась теорема Пифагора.

Теоремы о диагоналях

В геометрии всего две теоремы о диагоналях ромба. Для удобства их можно объединить в одну с такой формулировкой: диагонали ромба взаимно перпендикулярны и являются биссектрисами внутренних углов фигуры. Для доказательства следует рассмотреть сначала первое свойство, которое называется теоремой о свойстве диагоналей ромба.

Для этого необходимо начертить произвольный ромб ABCD с диагоналями, которые будут обозначаться АС = d1 и BD = d2. Они пересекаются в некоторой точке W. По восьмому свойству параллелограмма: AW = CW, т. е. они будут делиться на два равных отрезка (половина длины диагонали).

После этого нужно рассмотреть треугольник ABC, который является равнобедренным по определению ромба, а также по третьему признаку. Если AW = CW, то BW является его медианной. В равнобедренном треугольнике она является биссектрисой, а также высотой. Последняя — проходит под прямым углом к противолежащей стороне. Следовательно, перпендикулярность двух диагоналей доказана.

В треугольнике ABC отрезок BW — биссектриса угла B. Аналогично необходимо доказывать для углов A, С и D (рассматриваются треугольники BAD, BCD и ADC соответственно). Таким методом доказано и второе свойство ромба. Однако для решения задач недостаточно признаков и свойств. Для этих целей необходимо использовать формулы.

Видео:№568. Докажите, что четырехугольник — ромб, если его вершинами являются середины сторон:Скачать

Формулы для вычислений

Каждую геометрическую характеристику ромба можно определить, используя некоторые соотношения. В задачах бывают известны определенные значения. Однако их бывает недостаточно, поскольку для вычисления какого-либо параметра следует найти промежуточные величины.

Чтобы правильно понимать формулы, следует ввести некоторые обозначения. Они позволят заметно сократить записи. Этот особый подход часто применяют математики. Пусть дан ромб, который имеет такие параметры:

Кроме того, у него есть такие характеристики, как площадь (размерность) и периметр. Они обозначаются литерами S и P соответственно.

Периметр и размерность

Периметром геометрической фигуры называется величина, которая эквивалентна суммарному значению всех его сторон. Площадь — характеристика геометрического тела, которая показывает его размерность. Следует отметить, что размерность существует только у двумерной фигуры. Если последняя принадлежит трехмерному пространству, то необходимо вычислять ее объем, поскольку размерности у нее нет.

Для определения периметра существует одна формула P = 4a. Однако сторону можно выражать через S, R, D, d1, d2, высоту h, а также через углы f и g. Для S существует больше соотношений. Некоторые из них можно также дополнительно вывести, выражая через некоторые параметры. Базовыми формулами являются следующие:

В последнее соотношение необходимо верно подставлять значения. Нужно обратить внимание на то, что берется произведение большей диагонали d1 на тангенс острого угла g, и наоборот — значение меньшей диагонали, умноженной на тангенс тупого угла g.

Длина стороны

В задачах определенного типа возникает необходимость найти длину стороны. Для нахождения этого параметра ромба существуют также формулы и соотношения, которые помогут получить верный ответ. К базовым из них можно отнести следующие:

Чтобы вычисления были верными, необходимо учитывать, что в 5 и 6 пунктах угол f — острый, a g — тупой. Функция «sqrt» применяется в различных математических пакетах и языках программирования. Она эквивалентна квадратному корню из числа, которое находится под корнем.

Соотношения для диагоналей

Существуют определенные задачи, в которых необходимо найти диагонали ромба. Можно, конечно, не пользоваться готовыми формулами, а выводить их. Математики рекомендуют осуществлять такие операции, поскольку идет тренировка мозга. Однако в некоторых ситуациях, например на контрольной или экзамене, время не хватает. Следовательно, на решение нужно тратить меньше времени.

Как бы быстро ни считал человек в уме или пользовался калькулятором, лишние вычисления занимают много времени. Следовательно, для оптимизации нужно пользоваться готовыми соотношениями, позволяющими находить нестандартные параметры. К ним можно отнести вычисление длины диагоналей ромба (d1 — большая, d2 — меньшая). Для этого следует применять такие формулы:

В 11 и 12 формулах следует обратить особое внимание на обозначения углов. Острый угол — f, а тупой — g. Следует отметить, что все 12 пунктов — базовые формулы для нахождения диагоналей. Однако можно выводить соотношения самостоятельно, как в пунктах 5 и 6 (замена a 2 на S).

Вписанная окружность

Когда в ромб вписана окружность, то появляются другие соотношения. Очень часто математики специально вписывают ее, поскольку в результате такой операции открывается больше возможностей. Базовые соотношения следующие:

Необходимо отметить, что R = D / 2. Если умножить каждое из соотношений на 2, то можно получить значение диаметра D вписанной окружности.

Таким образом, очень важным шагом при решении задачи является идентификация геометрической фигуры. После этого можно применять основные формулы для нахождения неизвестных величин.

Видео:В четырехугольник вписан ромб, стороны которого параллельны диагоналям четырехугольника.Скачать

Доказать что четырехугольник ромб через диагонали

Определение

Ромб – это параллелограмм, у которого все стороны равны.

Таким образом, ромб обладает всеми свойствами параллелограмма:

(sim) противоположные углы ромба попарно равны;

(sim) соседние углы ромба в сумме дают (180^circ) ;

(sim) диагонали точкой пересечения делятся пополам.

Теорема: свойство ромба

Диагонали ромба перпендикулярны и делят его углы пополам.

Доказательство

Рассмотрим ромб (ABCD) .

По определению ромба (AB = AD) , поэтому треугольник (BAD) равнобедренный. Так как ромб – параллелограмм, то его диагонали точкой (O) пересечения делятся пополам. Следовательно, (AO) – медиана равнобедренного треугольника (BAD) , а значит, высота и биссектриса этого треугольника. Поэтому (ACperp BD) и (angle BAC = angle DAC) .

Теорема: признаки ромба

1. Если в параллелограмме диагонали перпендикулярны, то это – ромб.

2. Если в параллелограмме диагонали делят его углы пополам, то это – ромб.

3. Если в выпуклом четырехугольнике все стороны равны, то он – ромб.

Доказательство

1) Рассмотрим параллелограмм (ABCD) . Пусть (ACperp BD) .

Т.к. в параллелограмме диагонали точкой пересечения делятся пополам, то в треугольнике (ABD) отрезок (AO) – медиана. Т.к. к тому же (AO) – высота (следует из условия), то (triangle ABD) – равнобедренный, т.е. (AB=AD) . Т.к. у параллелограмма противоположные стороны равны, то отсюда следует, что все его стороны будут равны.

2) Пусть (AC) – биссектриса угла (angle A) .

Т.к. в параллелограмме диагонали точкой пересечения делятся пополам, то в треугольнике (ABD) отрезок (AO) – медиана. Т.к. к тому же (AO) – биссектриса (следует из условия), то (triangle ABD) – равнобедренный, т.е. (AB=AD) . Т.к. у параллелограмма противоположные стороны равны, то отсюда следует, что все его стороны будут равны.

3) Пусть (ABCD) – произвольный четырехугольник и (AB=BC=CD=AD) .

Т.к. противоположные стороны четырехугольника попарно равны, то он – параллелограмм. Т.к. у него все стороны равны, то по определению это ромб.

Видео:Геометрия Доказательство Диагонали ромба перпендикулярны и являются биссектрисами его угловСкачать

Планиметрия. Страница 4

Видео:Как решить любую задачу с четырёхугольниками? | Математика TutorOnlineСкачать 1.Параллелограмм Параллелограмм — это геометрическая фигура, у которой диагонали пересекаются в точке, делящей их пополам, а противолежащие стороны параллельны. Теорема: если диагонали четырехугольника пересекаются и делятся этой точкой пересечения пополам, то такой четырехугольник называется параллелограммом. Доказательство. Пусть АВСD данный четырехугольник. Точка О — точка пересечения его диагоналей (рис.1). Тогда треугольники Δ АОD и Δ ВOC равны по двум сторонам и углу между ними. А следовательно, угол ODA равен углу CBO и угол OAD равен углу BCO. Таким образом, эти углы являются внутренними накрест лежащими для прямых AD и BC и секущей AC. А по признаку параллельности прямых, прямые AD и BC параллельны. Аналогично можно доказать, что прямая АВ параллельна ВС. Теорема доказана. Рис.1 Теорема. Параллелограмм. Теорема. если четырехугольник является параллелограммом, то его диагонали делятся точкой пересечения пополам. Доказательство. Пусть дан параллелограмм АВСD. (Рис. 2) Тогда его стороны AD и BC равны и лежат на параллельных прямых а и b. Если мы проведем секущие с и d так, чтобы прямая с проходила через точку А и С, а прямая d проходила через точку B и D, то угол ОАD будет равен углу ОСВ, а угол ОDА будет равен углу ОВС, как внутренние накрест лежащие. Следовательно, треугольники АОD и ВОС равны по стороне и прилегающим к ней углам. А отсюда следует и равенство сторон этих треугольников. Т.е. АО = ОС, а ВО = ОD. Сумма этих сторон и есть диагонали параллелограмма. Пример 1 Через точку пересечения диагоналей параллелограмма проведена прямая. Докажите, что ее отрезок, заключенный между параллельными сторонами, делится этой точкой пополам. (Рис.9) Доказательство: Пусть ABCD данный параллелограмм. EF данный отрезок, проходящий через точку О пересечения диагоналей. Рассмотрим треугольники COF и AOE. Сторона АО треугольника АОЕ равна стороне ОС треугольника COF по свойству параллелограмма. Угол при вершине А треугольника АОЕ равен углу при вершине С треугольника COF, как внутренние накрест лежащие углы. Углы при вершине О у обоих треугольников равны как вертикальные. Отсюда можно сделать вывод, что треугольники АОЕ и COF равны по второму признаку равенства треугольников (по стороне и прилегающим к ней углам). Следовательно, отрезки OF и ОЕ равны. Рис.9 Задача. Через точку пересечения диагоналей. Пример 2 Две стороны параллелограмма относятся как 3:4, а его периметр равен 2,8 м. Найдите стороны параллелограмма. (Рис.10) Решение: Пусть ABCD данный параллелограмм. Обозначим сторону АВ как 3х, а сторону ВС как 4х. Тогда составим следующее соотношение: Рис.10 Задача. Две стороны параллелограмма. Пример 3 В параллелограмме ABCD перпендикуляр, опущенный из вершины В на сторону AD, делит ее пополам. Найдите диагональ BD и стороны параллелограмма, если периметр параллелограмма равен 4 м, а периметр треугольника ABD равен 3 м. (Рис.11) Решение: Так как перпендикуляр BE, опущенный на сторону AD, делит ее пополам, то треугольники ABE и BED равны по первому признаку равенства треугольников (по двум сторонам и углу между ними). У них сторона АЕ равна стороне ED, сторона BE — общая, а углы при вершине Е равны 90°.Отсюда следует, что диагональ BD равна стороне АВ. Обозначим сторону АВ как х, а сторону AD — как 2y. Тогда можно составить следующие соотношения: PABCD = 2*(х + 2y) = 4, PABD = 2x +2y = 3 PABCD = 2х + 4y = 4, а 2х = 4 — 4y. Тогда подставим 4 — 4y во второе уравнение: 4 — 4y + 2y = 3 и,следовательно, y = 0,5, а х = 1 Рис.11 Задача. В параллелограмме ABCD перпендикуляр. Пример 4 В прямоугольный треугольник, каждый катет которого равен 8 см, вписан прямоугольник, имеющий с треугольником общий угол. Найдите периметр прямоугольника.(Рис.12) Решение: Пусть АВС данный треугольник. АВ = АС = 8 см. Тогда углы при вершинах В и С равны 45°. А следовательно, углы при вершине Е в треугольниках FEC и BDE также равны 45°. Если обозначить часть катета АF как х, то FC будет равно 8 — х. Отсюда следует, что FE = AD = 8-х, а BD = х. Теперь можно составить следующее соотношение: РADEF = 2*(х + 8 — х) = 16 см. Периметр прямоугольника ADEF равен 16 см. Рис.12 Задача. В прямоугольный треугольник. Пример 5 Докажите, что если у параллелограмма диагонали перпендикулярны, то он является ромбом.(Рис.13) Доказательство: Пусть АВСD данный параллелограмм. По свойству параллелограмма, у него противоположные стороны параллельны и равны. Следовательно, стороны АВ и CD можно рассматривать как параллельные прямые, а диагональ BD — как секущую. Тогда в треугольниках АВО и DOC углы при вершинах B и D равны как внутренние накрест лежащие. Так же как и углы при вершинах А и С. Отсюда следует, что эти треугольники равны по второму признаку равенства треугольников (по стороне и прилегающим к ней углам). Сторона АВ = DC и внутренние накрест лежащие углы при них равны. Следовательно, АО = ОС, а ВО = OD. Теперь рассмотрим треугольники AOD и DOC. Они также равны, но по первому признаку равенства треугольников. Сторона АО = ОС, а сторона OD у них общая. Углы при вершине О равны 90°. Т.е. по двум сторонам и углу между ними. Следовательно, можно сделать вывод, что сторона AD = DC = AB = BC, т.е. данный параллелограмм является ромбом. Рис.13 Задача. Докажите, что если у параллелограмма. 🎥 Видео №382. Диагонали параллелограмма ABCD пересекаются в точке О. Докажите, что четырехугольникСкачать ЕГЭ номер 6. Четырехугольники Разбор задачи о нахождении меньшей диагонали ромбаСкачать №477. Найдите диагонали ромба, если одна из них в 1,5 раза больше другой, а площадь ромбаСкачать Параллелограмм, прямоугольник, ромб,квадрат,трапеция, все свойства и определения!!!Скачать Один отрезок - диагональ четырёхугольника, диаметр окружности, высота ромбаСкачать Геометрия 8. Урок 4 - Прямоугольник, ромб, квадрат - свойства и признаки.Скачать Площади четырехугольников: трапеция, параллелограмм, ромб. Геометрия на клеточке. ОГЭСкачать Все про ПАРАЛЛЕЛОГРАММ за 8 минут: Свойства, Признаки, Формулы Периметра и Площади // ГеометрияСкачать Поделиться или сохранить к себе: Смотрите также Является ли четырехугольник прямоугольником если все его углы равны все его стороны равны Является ли четырехугольник параллелограммом если сумма его соседних углов равна 180 градусам Является ли четырехугольник параллелограммом если сумма его соседних углов равна 180 degree180 Является ли четырехугольник параллелограммом если его противоположные углы равны да или нет Чья комната походила как будто на сарай имела неправильный вид четырехугольника Что можно сказать о четырехугольнике если серединные перпендикуляры пересекаются в одной точке Четырехугольники авсд и дсеф имеют общую сторону сд точки а д ф Четырехугольник является правильным если все его стороны равны и один из углов Главная > Учебные материалы > Математика: Планиметрия. Страница 4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 2.Свойство диагоналей параллелограмма Рис.2 Теорема. Свойство диагоналей параллелограмма. Видео:Площадь ромба. Легче понять...Скачать 3.Ромб Ромб — это геометрическая фигура, у которой все стороны равны. Теорема. диагонали ромба пересекаются под прямым углом и являются биссектрисами его углов. Доказательство. Пусть АВСD — ромб.(Рис. 3). Тогда треугольник АВС — равнобедренный. А это значит, что отрезок ВО, который является половиной диагонали, является биссектрисой медианой и высотой. Следовательно диагонали ромба АС и ВD пересекаются под прямым углом. Рис.3 Теорема. Свойство диагоналей ромба. Видео:№408. Докажите, что параллелограмм является ромбом, если: а) его диагонали взаимноСкачать Задача В параллелограмме АВСD проведена биссектриса угла А, которая пересекает сторону ВС в точке Е. Необходимо найти отрезки ВЕ и ЕС, если АВ = 9 см, АD = 14 см (рис.4) Решение. Так как прямая АЕ биссектриса, то это значит, что треугольники АВЕ и АЕР равны. Так как угол ВАЕ равен углу АЕР, а угол ЕАР равен углу ВЕА как внутренние накрест лежащие. Следовательно АВЕР — ромб, так как угол ВАЕ равен углу ЕАР ( по условию). Отсюда следует, что АВ = ВЕ = 9 см, а ЕС = 5 см. Видео:№400. Докажите, что если в четырехугольнике все углы прямые, то четырехугольник — прямоугольник.Скачать 4.Теорема Фалеса Теорема: параллельные прямые, пересекающие стороны угла и отсекающие на одной его стороне равные отрезки, отсекают равные отрезки и на другой его стороне. Доказательство. Пусть дан угол и пересекающие его параллельные прямые (рис.5). Точки А 1 А 2 А 3 А 4 и В 1 В 2 В 3 В 4 — точки пересечения. Проведем прямую ОЕ. Тогда А 1 ЕОА 3 — параллелограмм. И ОЕ = А 1 А 3 Треугольники В 1 В 2 Е и ОВ 2 В 3 равны по стороне (ОВ 2 = ЕВ 2 ) и прилегающим к ней углам. Из равенства треугольников следует, что В 1 В 2 = В 2 В 3 . Рис.5 Теорема Фалеса. Видео:Геометрия Признак ромба Если диагональ параллелограмма является биссектрисой его угла, то этотСкачать 5.Средняя линия треугольника Теорема. средняя линия треугольника, которая соединяет середины двух данных сторон, параллельна третьей его стороне и равна ее половине. Доказательство. Пусть АВС — треугольник. Отрезок ЕР соединяет середины сторон АВ и ВС (Рис. 5). Тогда по теореме Фалеса отрезок ЕР параллелен основанию АС, так как он делит стороны АВ и ВС на равные части. Если на стороне АС отметить точку К, которая делит ее пополам и провести отрезок РК, то он будет параллелен стороне АВ. А геометрическая фигура АЕРК будет являться параллелограммом. Отсюда следует, что средняя линия ЕР равна половине основания. Таким образом, утверждение, что средняя линия треугольника параллельна основанию и равна его половине, верно. Рис.5 Теорема. Средняя линия треугольника. Видео:Геометрия Признак ромба Если диагонали параллелограмма перпендикулярны, то этот параллелограмм ромбСкачать 6.Трапеция Трапеция — это геометрическая фигура, у которой только две противолежащие стороны параллельны. Теорема. средняя линия трапеции параллельна двум своим основаниям и равна их полусумме. Доказательство. Пусть АВСD — трапеция.(Рис. 6). Проведем прямую от вершины В через середину стороны СD точку Н к основанию, т.е. достроим треугольник АВО. Тогда треугольники ВСН и DHO равны по сторонам СН и НD и прилегающим к ним углам. Следовательно отрезок АО равен сумме оснований АD и ВС. Рассмотрим треугольник АВО. ЕН это средняя линия треугольника, которая равна половине основания АО, т.е. полусумме оснований трапеции АD и ВС. Рис.6 Теорема. Средняя линия трапеции. Видео:№950. Докажите, что четырехугольник MNPQ является параллелограммом,Скачать 7.Теорема о пропорциональных отрезках Теорема. параллельные прямые, которые пересекают стороны угла, отсекают от его сторон пропорциональные отрезки. Доказательство. Пусть дан угол и пересекающие его параллельные прямые. Необходимо доказать, что AС 1 /AС = AВ 1 /AВ (Рис. 7). Разобьем угол ВAС параллельными прямыми на n частей. Тогда АВ = ns, a AB1 = ms. Где s — отрезок некоторой длины. По теореме Фалеса эти прямые разбивают сторону AС также на равные части. Тогда: Рис.7 Теорема о пропорциональных отрезках. Отложим на луче АС отрезок АС 2 1 , который равен АС 2 = АС*АВ 1 /АВ (Рис.8). Если отрезок АС разбить на большое число частей, то между точками С 1 и С 2 будут деления. Одно из них обозначим как x и y. Т.е. мы пришли к противоречию, так как изначально мы взяли отрезок АС 2 = АС*АВ 1 /АВ. Рис.8 Теорема о пропорциональных отрезках.