Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Четырёхугольники,симметрия

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Презентация о видах четырёхугольников и их свойствах.

Содержание
  1. Скачать:
  2. Подписи к слайдам:
  3. Четырёхугольник имеет ось симметрии. Докажите, что он либо является равнобедренной трапецией, либо прямоугольником, либо симметричен относительно диагонали.
  4. Четырехугольник — виды и свойства с примерами решения
  5. Внутренние и внешние углы четырехугольника
  6. Сумма внутренних углов выпуклого четырёхугольника
  7. Сумма внешних углов выпуклого четырёхугольника
  8. Параллелограмм
  9. Параллелограмм и его свойства
  10. Признаки параллелограмма
  11. Прямоугольник
  12. Признак прямоугольника
  13. Ромб и квадрат
  14. Свойства ромба
  15. Трапеция
  16. Средняя линия треугольника
  17. Средняя линия трапеции
  18. Координаты середины отрезка
  19. Теорема Пифагора
  20. Справочный материал по четырёхугольнику
  21. Пример №1
  22. Признаки параллелограмма
  23. Пример №2 (признак параллелограмма).
  24. Прямоугольник
  25. Пример №3 (признак прямоугольника).
  26. Ромб. Квадрат
  27. Пример №4 (признак ромба)
  28. Теорема Фалеса. Средняя линия треугольника
  29. Пример №5
  30. Пример №6
  31. Трапеция
  32. Пример №7 (свойство равнобедренной трапеции).
  33. Центральные и вписанные углы
  34. Пример №8
  35. Вписанные и описанные четырёхугольники
  36. Пример №9
  37. Пример №10
  38. 📸 Видео

Видео:Симметрия относительно прямой (осевая симметрии). Пример 1Скачать

Симметрия относительно прямой (осевая симметрии). Пример 1

Скачать:

ВложениеРазмер
chetyryokhugolniki_simmetriya.pptx619.06 КБ
Предварительный просмотр:

Видео:Осевая симметрия. 6 класс.Скачать

Осевая симметрия. 6 класс.

Подписи к слайдам:

Что я знаю о четырёхугольниках Выполнила Безверхняя Кристина учитель Ефимова Вера Сергеевна

Четырёхугольники Геометрическая фигура, которая состоит из четырёх точек и четырёх отрезков, последовательно соединяющих эти точки, называется четырёхугольником.

Взгляд в прошлое. В древних египетских и вавилонских математических документах встречаются следующие виды четырехугольников: Квадраты,прямоугольники,равнобедренные и прямоугольные трапеции. Термин «параллелограмм» греческого происхождения и был введен Евклидом.

Слово «ромб» тоже греческого происхождения,оно означало в древности вращающееся тело,веретено,юлу . «Трапеция»-слово греческое,означавшее в древности «столик».В «началах» термин «трапеция» применяется не в современном,а в другом смысле:любой четырехугольник(не параллелограмм) «Трапеция» в нашем смысле встречается впервые у древнегреческого математика Посидония (1в.)

Многоуго́льник — это геометрическая фигура, обычно определяется как замкнутая ломаная .

Вершины многоугольника называются соседними , если они являются концами одной из его сторон. Отрезки, соединяющие несоседние вершины многоугольника, называются диагоналями . Углом (или внутренним углом ) многоугольника при данной вершине называется угол , образованный его сторонами, сходящимися в этой вершине, и находящийся во внутренней области многоугольника. В частности, угол может превосходить 180°, если многоугольник невыпуклый. Внешним углом выпуклого многоугольника при данной вершине называется угол, смежный внутреннему углу многоугольника при этой вершине. В общем случае внешний угол это разность между 180° и внутренним углом, он может принимать значения от -180° до 180°.

Многоугольник с n вершинами называется n-угольником . Сумма внутренних углов плоского выпуклого -угольника равна :

Многоугольник называют выпуклым , если выполнено одно из следующих (эквивалентных) условий: Он лежит по одну сторону от любой прямой, соединяющей его соседние вершины. (то есть продолжения сторон многоугольника не пересекают других его сторон); Он является пересечением (то есть общей частью) нескольких полуплоскостей; Каждая диагональ лежит внутри многоугольника; Любой отрезок с концами в точках, принадлежащих многоугольнику, целиком ему принадлежит.

Выпуклые и невыпуклые четырёхугольники

Четырехугольник-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 лежат на одной прямой.

Виды четырехугольников: Параллелограмм Ромб Прямоугольник Квадрат Трапеция

Параллелограмм. Параллелограмм-четырехугольник ,у которого противоположные стороны попарно параллельны.

Признаки Противолежащие стороны попарно равны Противолежащие углы равны Диагонали пересекаются и точкой пересечения делятся пополам Сумма углов, прилежащих к одной стороне, равна 180 0 Каждая из диагоналей разбивает четырехугольник на два равных треугольника

Свойства Противолежащие стороны равны Противолежащие углы равны Диагонали пересекаются и точкой пересечения делятся пополам Сумма квадратов диагоналей равна сумме квадратов всех сторон d 1 2 +d 2 2 =2(a 2 +b 2 )

Ромб Ромб-параллелограмм,у которого все стороны равны.

Признаки ромба Две его смежные стороны равны Его диагонали перпендикулярны Одна из диагоналей является биссектрисой его угла

Свойства ромба Диагонали перпендикулярны Диагонали являются биссектрисами углов

Прямоугольник Прямоугольник-параллелограмм,у которого все углы прямые

Признаки прямоугольника Один из углов прямой Его диагонали равны

Свойства прямоугольника Диагонали равны Противолежащие стороны равны Противолежащие углы равны Диагонали пересекаются и точкой пересечения делятся пополам Сумма квадратов диагоналей равна сумме квадратов всех сторон d12+d22=2(a2+b2)

Квадрат Квадрат-прямоугольник,у которого все стороны равны.

Признаки квадрата Все стороны равны Прямоугольник является квадратом,если он обладает каким-нибудь признаком ромба.

Свойства квадрата Все углы квадрата прямые Диагонали квадрата равны,взаимно перпендикулярны,точкой пересечения делятся пополам и делят углы квадрата пополам.

Определение. Симметрия (означает «соразмерность» ) — свойство геометрических объектов совмещаться с собой при определенных преобразованиях. Под симметрией понимают всякую правильность во внутреннем строении тела или фигуры.

Симметрия относительно точки предполагает, что по обе стороны от точки на одинаковых расстояниях находится что-либо, например другие точки или геометрическое место точек (прямые линии, кривые линии, геометрические фигуры).

Симметрия относительно прямой (оси симметрии) предполагает, что по перпендикуляру, проведенному через каждую точку оси симметрии, на одинаковом расстоянии от нее расположены две симметричные точки. Относительно оси симметрии (прямой) могут располагаться те же геометрические фигуры, что и относительно точки симметрии.

Симметрия относительно точки — это центральная симметрия (рис. 23), а симметрия относительно прямой — это осевая симметрия (рис. 24).

Видео:Ось симметрииСкачать

Ось симметрии

Четырёхугольник имеет ось симметрии. Докажите, что он либо является равнобедренной трапецией, либо прямоугольником, либо симметричен относительно диагонали.

Пусть ось симметрии четырёхугольника не является диагональю. Тогда как минимум три его вершины лежат вне оси. Поэтому две вершины лежат по одну сторону от оси. Назовем их A и B. Тогда симметричные им точки A1 и B1 — также вершины.

Следовательно, ABA1B1 — равнобедренная трапеция или прямоугольник.

Видео:ВПР 6 класс. 12 задание. Фигура симметиичная данной относительно оси.Скачать

ВПР 6 класс. 12 задание. Фигура симметиичная данной относительно оси.

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.

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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.

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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).

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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.

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Видео:Симметрия относительно точки (центральная симметрия). Пример 2Скачать

Симметрия относительно точки (центральная симметрия). Пример 2

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 Симметрия относительно диагонали в четырехугольникеуглы Симметрия относительно диагонали в четырехугольникеявляются внешними.

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Каждый внутренний угол выпуклого четырёхугольника меньше Симметрия относительно диагонали в четырехугольникеГрадусная мера внутреннего угла невыпуклого четырёхугольника может быть больше Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Сумма внутренних углов выпуклого четырёхугольника

Теорема. Сумма внутренних углов выпуклого четырёхугольника равна Симметрия относительно диагонали в четырехугольникеСимметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Докажите теорему, основываясь на том, что сумма внутренних углов треугольника равна Симметрия относительно диагонали в четырехугольникеДоказательство представьте в виде двухстолбчатой таблицы.

Сумма внешних углов выпуклого четырёхугольника

Теорема. Сумма внешних углов выпуклого четырёхугольника равна Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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. Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Теорема 1. Противоположные стороны параллелограмма конгруэнтны. Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Теорема 2. Противоположные углы параллелограмма конгруэнтны. Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Теорема 3. Сумма углов, прилежащих к одной стороне параллелограмма равна Симметрия относительно диагонали в четырехугольникеСимметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Теорема 4. Диагонали параллелограмма пересекаются и делятся точкой пересечения пополам. Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Теорема 5. Диагонали параллелограмма делят его на два конгруэнтных треугольника. Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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. Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Признак прямоугольника

Параллелограмм, у которого диагонали конгруэнтны есть прямоугольник.

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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. Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Теорема 2. (Обратная георема). Параллелограмм, у которого диагонали перпендикулярны, есть ромб. Если Симметрия относительно диагонали в четырехугольникето параллелограмм Симметрия относительно диагонали в четырехугольникеявляется ромбом.

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Доказательство теоремы 1.

Дано: Симметрия относительно диагонали в четырехугольникеромб.

Докажите, что Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Доказательство (словестное): По определению ромба Симметрия относительно диагонали в четырехугольникеПри этом, так как ромб является параллелограммом, а диагонали параллелограмма делятся точкой пересечения пополам, тогда можно записать, что Симметрия относительно диагонали в четырехугольникеравнобедренный. Медиана Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике(так как Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике), является также и биссектрисой и высотой. Т.е. Симметрия относительно диагонали в четырехугольникеТак как Симметрия относительно диагонали в четырехугольникеявляется прямым углом, то Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике. Аналогичным образом можно доказать, что Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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.

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Трапеция

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

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

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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. Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Теорема 2. Диагонали равнобедренной трапеции конгруэнтны. Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

План доказательства теоремы 2

Дано: Симметрия относительно диагонали в четырехугольникеравнобедренная трапеция. Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Докажите: Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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 Симметрия относительно диагонали в четырехугольникетогда Симметрия относительно диагонали в четырехугольникеЗапишите в тетради доказательство теоремы, заполнив пропущенные строки.

Доказательство: через точку Симметрия относительно диагонали в четырехугольникепроведем параллельную прямую к прямой Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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

Исследование: 1) В треугольнике Симметрия относительно диагонали в четырехугольникечерез точку Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике— середину стороны Симметрия относительно диагонали в четырехугольникепроведите прямую параллельную Симметрия относительно диагонали в четырехугольникеКакая фигура получилась? Является ли Симметрия относительно диагонали в четырехугольникетрапецией? Измерьте и сравните основания полученной трапеции. 2) Измерьте и сравните длины отрезков Симметрия относительно диагонали в четырехугольникеМожно ли утверждать, что Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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 Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Доказательство. Пусть дан треугольник Симметрия относительно диагонали в четырехугольникеи его средняя линия Симметрия относительно диагонали в четырехугольникеПроведём через точку Симметрия относительно диагонали в четырехугольникепрямую параллельную стороне Симметрия относительно диагонали в четырехугольникеПо теореме Фалеса, она проходит через середину стороны Симметрия относительно диагонали в четырехугольникет.е. совпадает со средней линией Симметрия относительно диагонали в четырехугольникеТ.е. средняя линия Симметрия относительно диагонали в четырехугольникепараллельна стороне Симметрия относительно диагонали в четырехугольникеТеперь проведём среднюю линию Симметрия относительно диагонали в четырехугольникеТ.к. Симметрия относительно диагонали в четырехугольникето четырёхугольник Симметрия относительно диагонали в четырехугольникеявляется параллелограммом. По свойству параллелограмма Симметрия относительно диагонали в четырехугольникеПо теореме Фалеса Симметрия относительно диагонали в четырехугольникеТогда Симметрия относительно диагонали в четырехугольникеТеорема доказана.

Средняя линия трапеции

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

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Доказательство: Через точку Симметрия относительно диагонали в четырехугольникеи точку Симметрия относительно диагонали в четырехугольникесередину Симметрия относительно диагонали в четырехугольникепроведём прямую и обозначим точку пересечения со стороной Симметрия относительно диагонали в четырехугольникечерез Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Координаты середины отрезка

Исследование: Начертите числовую ось. Постройте окружность с центром в точке Симметрия относительно диагонали в четырехугольникерадиусом 3 единицы. Вычислите значение выражения Симметрия относительно диагонали в четырехугольникеЕсть ли связь между значением данного выражения и координатой точки Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Координаты середины отрезка

1) Пусть на числовой оси заданы точки Симметрия относительно диагонали в четырехугольникеи Симметрия относительно диагонали в четырехугольникеи точка Симметрия относительно диагонали в четырехугольникекоторая является серединой отрезка Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Симметрия относительно диагонали в четырехугольникето Симметрия относительно диагонали в четырехугольникеа отсюда следует, что Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

2) По теореме Фалеса, если точка Симметрия относительно диагонали в четырехугольникеявляется серединой отрезка Симметрия относительно диагонали в четырехугольникето на оси абсцисс точка Симметрия относительно диагонали в четырехугольникеявляется соответственно координатой середины отрезка концы которого находятся в точках Симметрия относительно диагонали в четырехугольникеи Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

3) Координаты середины отрезка Симметрия относительно диагонали в четырехугольникес концами Симметрия относительно диагонали в четырехугольникеи Симметрия относительно диагонали в четырехугольникеточки Симметрия относительно диагонали в четырехугольникенаходятся так:

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Убедитесь, что данная формула верна в случае, если отрезок Симметрия относительно диагонали в четырехугольникепараллелен 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 Симметрия относительно диагонали в четырехугольникекак показано на рисунке и разрежьте его на два квадрата и два прямоугольника.

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Шаг 4. На сторонах другого квадрата отметьте отрезки Симметрия относительно диагонали в четырехугольникекак показано на рисунке и отрежьте четыре прямоугольных треугольника.

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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.

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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. Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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: Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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

Пример:

Найдём длину катета на рисунке:

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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 Симметрия относительно диагонали в четырехугольникето, Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике— прямоугольный.

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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 Симметрия относительно диагонали в четырехугольникеявляются Пифагоровыми тройками, то и числа Симметрия относительно диагонали в четырехугольникетакже являются Пифагоровыми тройками.

Видео:8 класс, 9 урок, Осевая и центральная симметрияСкачать

8 класс, 9 урок, Осевая и центральная симметрия

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.

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике(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 — Симметрия относительно диагонали в четырехугольникеСимметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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. Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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, Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике, 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.

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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: Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике=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 Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике+ CD (по неравенству треугольника). Тогда Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике. Аналогично АВ 45 и DC и секущей АС. Из равенства треугольников ABC и CD А следует: 1) АВ = DC, ВС = AD 2) Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике. 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.

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Решение:

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике(рис. 31) по свойству внутренних односторонних углов при параллельных прямых ВС и AD и секущей АВ. Аналогично Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике(АВ CD, ВС-секущая), Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике(ВС || AD, CD — секущая), Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике(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.

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Доказательство. Симметрия относительно диагонали в четырехугольникепо стороне А и прилежащим к ней углам. Из них ВС = AD как противоположные стороны параллелограмма, Симметрия относительно диагонали в четырехугольникекак 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.Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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.

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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

Доказать: ABCD— параллелограмм.

Доказательство. Проведём диагональ BD (рис. 52). Симметрия относительно диагонали в четырехугольникепо трём сторонам. У них BD— общая сторона, АВ = DC и ВС = AD по условию. Из равенства треугольников следует: Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике Симметрия относительно диагонали в четырехугольникеУглы 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. Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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.

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Доказать: ABCD — параллелограмм.

Доказательство. Проведём диагональ АС (рис. 54). Симметрия относительно диагонали в четырехугольникепо двум сторонам и углу между ними. У них АС — общая сторона, АВ = DC по условию, Симметрия относительно диагонали в четырехугольникекак внутренние накрест лежащие углы при параллельных прямых АВ и DC и секущей АС. Из равенства треугольников следует: Симметрия относительно диагонали в четырехугольникеНо 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.

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Решение:

Пусть ABCD—данный четырёхугольник, О — точка пересечения его диагоналей и ВО= OD, АО= ОС (рис. 55). Докажем, что ABCD — параллелограмм. Симметрия относительно диагонали в четырехугольникепо двум сторонам и углу между ними. У них ВО = OD, АО = ОС по условию, Симметрия относительно диагонали в четырехугольникекак вертикальные. Из равенства треугольников следует: ВС= AD и Симметрия относительно диагонали в четырехугольникеНо 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.

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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. Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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).

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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.

Симметрия относительно диагонали в четырехугольникеМожно 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 Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике. Симметрия относительно диагонали в четырехугольникепо трём сторонам. У них AD — общая сторона, АС = BD по условию, АВ = DC — как противоположные стороны параллелограмма. Из этого следует, что Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике. Поскольку в параллелограмме противоположные углы равны, то: Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике. По свойству углов четырёхугольника, Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Следовательно, Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике: 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.

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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.

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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.

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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

Доказать: Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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 Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике. Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Пример №4 (признак ромба)

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

Решение:

Пусть ABCD — данный параллелограмм, в котором Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике(рис. 96). Докажем, что ABCD— ромб. Симметрия относительно диагонали в четырехугольникепо двум сторонами и углу между ними.

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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, Симметрия относительно диагонали в четырехугольникепо 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.

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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 Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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.

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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).

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Произвольным раствором циркуля отложите на стороне АВ угла равные отрезки Симметрия относительно диагонали в четырехугольникеи Симметрия относительно диагонали в четырехугольникеПроведите с помощью чертёжного угольника и линейки через точки Симметрия относительно диагонали в четырехугольникепараллельные прямые, которые пересекут сторону ВС этого угла в точках Симметрия относительно диагонали в четырехугольникеПри помощи циркуля сравните длины отрезков Симметрия относительно диагонали в четырехугольникеСделайте 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: Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Доказать: Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Доказательство. Проведём через точки Симметрия относительно диагонали в четырехугольникепрямые Симметрия относительно диагонали в четырехугольникепараллельные ВС. Симметрия относительно диагонали в четырехугольникепо стороне и прилежащим к ней углам. У них Симметрия относительно диагонали в четырехугольникепо условию, Симметрия относительно диагонали в четырехугольникекак соответственные углы при параллельных прямых. Из равенства этих треугольников следует, что Симметрия относительно диагонали в четырехугольникеи Симметрия относительно диагонали в четырехугольникекак противоположные стороны параллелограммов Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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).

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Пример №5

Разделите данный отрезок АВ на пять равных частей.

Решение:

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

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Отложим на луче АС пять равных отрезков: АА,Симметрия относительно диагонали в четырехугольникеПроведём прямую Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике. Через точки Симметрия относительно диагонали в четырехугольникепроведём прямые, параллельные прямой Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике. 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 Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике, так как точки М и N — середины сторон АВ и ВС.

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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

Дано: Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике(рис. 122), AD = BD, СЕ= BE.

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Доказать: Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Доказательство. 1) Пусть DE- средняя линия Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике. 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: Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике. По построению, четырёхугольник ADEF- параллелограмм, поэтому DE= AF. Следовательно, Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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.

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Поэтому Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике. КР— средняя линия треугольника ADC. Поэтому КР || АС и Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Получаем: MN || АС и КР || АС, отсюда MN || КРСимметрия относительно диагонали в четырехугольнике, 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.

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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.

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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 Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике= 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.

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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: Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Доказательство. Поскольку EF — средняя линия трапеции ABCD, то АЕ= BE, DF= CF. Через точки В и проведём прямую, пересекающую продолжение основания ADb точке Q. Симметрия относительно диагонали в четырехугольникеno стороне и прилежащим к ней углам. У них CF = FD по условию, Симметрия относительно диагонали в четырехугольникекак вертикальные, Симметрия относительно диагонали в четырехугольникевнутренние 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.

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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 Симметрия относительно диагонали в четырехугольникеравнобедренный. Поэтому Симметрия относительно диагонали в четырехугольникесоответственные углы при параллельных прямых СЕ и АВ и секущей АЁ. Отсюда

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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. Симметрия относительно диагонали в четырехугольникеСимметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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

Дано: Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике— вписанный в окружность с центром О (рис. 188 — 190).

Доказать: Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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 Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике. По свойству внешнего угла треугольника, Симметрия относительно диагонали в четырехугольникеСимметрия относительно диагонали в четырехугольнике— равнобедренный (ОВ= OA = R). Поэтому Симметрия относительно диагонали в четырехугольникеизмеряется 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:Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Из доказанного в первом случае следует, что Симметрия относительно диагонали в четырехугольникеизмеряется половиной дуги AD, a Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике— половиной дуги DC. Поэтому Симметрия относительно диагонали в четырехугольникеизмеряется 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: Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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°. Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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). Симметрия относительно диагонали в четырехугольникекак вписанные, опирающиеся на дугу АС (следствие 1). Поэтому Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике, 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, Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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, Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике(рис. 195). Тогда говорят: из точки М отрезок АВ виден под углом а.

Если описать окружность около Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике(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: Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Вписанные и описанные четырёхугольники

Отметим на окружности четыре точки и соединим их хордами (рис. 222). Получили четырёхугольник, вписанный в окружность. Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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.

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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).

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Доказать: Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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

Из теоремы о вписанном угле следует: Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Тогда Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Сумма всех углов четырёхугольника равна 360°, а сумма углов А и С — 180°. Тогда Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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). Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Докажем, что Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике. В любой трапеции сумма углов, прилежащих к одной боковой стороне, равна 180° (следует из свойства параллельных прямых).

Поэтому, Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике. По свойству равнобокой трапеции, Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Тогда Симметрия относительно диагонали в четырехугольникеи, 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.

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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.

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Проведём в произвольном четырёхугольнике ABCD биссектрисы внешних углов при вершинах А, В, С и D [рис. 228). Точки их пересечения Симметрия относительно диагонали в четырехугольникецентры 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 Симметрия относительно диагонали в четырехугольникевписанного в окружность. Действительно,

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

Следовательно, четырёхугольник Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике— 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).

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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.

Симметрия относительно диагонали в четырехугольнике

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

Геометрия 8 класс (Урок№7 - Осевая и центральная симметрия.)Скачать

Геометрия 8 класс (Урок№7 - Осевая и центральная симметрия.)

Симметрия относительно прямойСкачать

Симметрия относительно прямой

78 Углы и диагонали четырёхугольника (146)Скачать

78 Углы и диагонали четырёхугольника (146)

Построение симметричного четырехугольника. #ShortsСкачать

Построение симметричного четырехугольника. #Shorts

Центральная симметрия. Как построить фигуру, симметричную данной относительно точкиСкачать

Центральная симметрия. Как построить фигуру, симметричную данной относительно точки

10 класс, 35 урок, Симметрия в пространствеСкачать

10 класс, 35 урок, Симметрия в пространстве

8 класс, 3 урок, ЧетырехугольникСкачать

8 класс, 3 урок, Четырехугольник

№416. Даны две точки А и В, симметричные относительно некоторой прямой, и точка М.Скачать

№416. Даны две точки А и В, симметричные относительно некоторой прямой, и точка М.

Осевая симметрия. Как построить фигуру, симметричную данной относительно прямой. Геометрия 8 классСкачать

Осевая симметрия. Как построить фигуру, симметричную данной относительно прямой. Геометрия 8 класс

Осевая и центральная симметрия.Скачать

Осевая и центральная симметрия.

Центральная симметрия. 6 класс.Скачать

Центральная симметрия. 6 класс.

Симметрия относительно прямой (осевая симметрия). Пример 2Скачать

Симметрия относительно прямой (осевая симметрия). Пример 2

Осевая и центральная симметрия, 6 классСкачать

Осевая и центральная симметрия, 6 класс

Симедиана. Гармонические четырехугольники. | Олимпиадная математикаСкачать

Симедиана. Гармонические четырехугольники. | Олимпиадная математика
Поделиться или сохранить к себе: