Свойство медианы в четырехугольнике

Четырехугольник, медианы, площади

Что задано и что нужно найти — на рисунке ясно и образно показано. Еще в школьные годы такую задачу я решал для квадрата. Долго возился! При этом получил неправильный результат. Даже когда учитель объяснил ход рассуждений, то всё равно ничего не понял. Пару лет спустя почему-то вернулся к задаче в более сложной постановке, а именно для параллелограмма. Мне помогала тогда мама. Но даже две головы сходу не справились. Исписали десятки листов и по пять раз набирали чернила в авторучки. Проблему одолели, но окончательный результат нас просто ошарашил своей простотой! Потом мы узнали, что главная формула практически в уме компонуется на основе свойства медианы треугольника. Ведь она делит треугольник на два равновеликих по площади треугольника.

Странно, но в литературе и в инете есть что угодно, но только не эта задача! Конечно, если поискать как следует, то найти можно. Мне же за пару часов поисков такое не удалось Поэтому позавчера с белого листа заново все рассмотрел. Только аналитически решал не произвольный параллелограмм, а его частный случай — прямоугольник.

Ответ, конечно, потрясающий: площадь белого четырехугольника равна сумме площадей двух зеленых четырехугольников минус площадь серого четырехугольника. И это — для любого выпуклого исходного четырехугольника!

20 мая 2021 г.
Сегодня моей внучке Василисе исполнилось ровно два годика!

Содержание
  1. Бимедианы четырехугольника проект по геометрии (9 класс) на тему
  2. Скачать:
  3. Предварительный просмотр:
  4. Подписи к слайдам:
  5. Четырехугольник — виды и свойства с примерами решения
  6. Внутренние и внешние углы четырехугольника
  7. Сумма внутренних углов выпуклого четырёхугольника
  8. Сумма внешних углов выпуклого четырёхугольника
  9. Параллелограмм
  10. Параллелограмм и его свойства
  11. Признаки параллелограмма
  12. Прямоугольник
  13. Признак прямоугольника
  14. Ромб и квадрат
  15. Свойства ромба
  16. Трапеция
  17. Средняя линия треугольника
  18. Средняя линия трапеции
  19. Координаты середины отрезка
  20. Теорема Пифагора
  21. Справочный материал по четырёхугольнику
  22. Пример №1
  23. Признаки параллелограмма
  24. Пример №2 (признак параллелограмма).
  25. Прямоугольник
  26. Пример №3 (признак прямоугольника).
  27. Ромб. Квадрат
  28. Пример №4 (признак ромба)
  29. Теорема Фалеса. Средняя линия треугольника
  30. Пример №5
  31. Пример №6
  32. Трапеция
  33. Пример №7 (свойство равнобедренной трапеции).
  34. Центральные и вписанные углы
  35. Пример №8
  36. Вписанные и описанные четырёхугольники
  37. Пример №9
  38. Пример №10
  39. 📺 Видео

Видео:🔥 Свойства МЕДИАНЫ #shortsСкачать

🔥 Свойства МЕДИАНЫ #shorts

Бимедианы четырехугольника
проект по геометрии (9 класс) на тему

Свойство медианы в четырехугольнике

Тема работы посвящена бимедианам четырехугольника и теореме Вариньона. Эти замечательные понятия не входят в программу по геометрии для средней школы. Однако при решении целого класса задач эти понятия позволяют легко получить решение, в то время когда традиционные подходы приводят к громоздким и утомительным преобразованиям

Видео:8. Медиана треугольника и её свойства.Скачать

8. Медиана треугольника и её свойства.

Скачать:

ВложениеРазмер
teorema_varinona.pptx240.84 КБ
teorema_varinona.doc603 КБ

Свойство медианы в четырехугольнике

Бесплатный марафон подготовки к ЕГЭ на зимних каникулах

Учи.Дома запускает бесплатный марафон в котором каждый день. В течении 5 дней утром ты будешь получать одно задание по выбранному предмету, а вечером его решение. Твоя задача, успеть выполнение задание до того как получишь ответ.

Бесплатно, онлайн, подготовка к ЕГЭ

Предварительный просмотр:

Видео:Свойство медианы в прямоугольном треугольнике. 8 класс.Скачать

Свойство медианы в прямоугольном треугольнике. 8 класс.

Подписи к слайдам:

Бимедианы четырехугольника Автор работы Харитонов Илья, ученик 9-Б класса Место выполнения работы: г.Ставрополь МБОУ СОШ №32 Научный руководитель: Кривокора А.С., учитель математики и физики

Актуальность темы 1. Данная тема является дополнением и углублением изученных в курсе геометрии свойств. 2. Применение опыта решения планиметрических задач с использованием теоремы Вариньона и следствий из нее помогает повысить уровень пространственного воображения и уровень логической культуры. 3. Изучение данной темы поможет более глубоко подготовиться к вступительным экзаменам и успешному участию в математических конкурсах и олимпиадах. 4. Данная работа может быть использована для проведения практических занятий на элективных курсах с учащимися выпускных классов и при подготовке к Единому Государственному Экзамену и поступлению в ВУЗ.

Цель исследования Изучить теорию вопроса и исследовать приемы решений планиметрических задач с использованием теоремы Вариньона и следствий из нее.

Объект и предмет исследования Объект исследования – Теорема Вариньона Предметом данного исследования являются следствие из теоремы необходимые для решение задач.

« Обладая литературой более обширной, чем алгебра и арифметика вместе взятые, и, по крайней мере, столь же обширной, как анализ, геометрия в большей степени чем любой другой раздел математики, является богатейшей сокровищницей интереснейших, но полузабытых вещей, которыми спешащее поколение не имеет времени насладиться». Е. Т. Белл.

1. Основные теоретические сведения.

Определение Бимедианы четырехугольника -это отрезки, соединяющие середины противоположных сторон.

Одна из основных теорем о бимедианах четырехугольника принадлежит французскому механику и инженеру Пьеру Вариньону (1654 – 1722), написавшему учебник по элементарной геометрии (издан в 1731 г.), в котором эта теорема впервые и появилась.

Теорема Вариньона . Формулировка: Четырехугольник, образованный путем последовательного соединения середин сторон выпуклого четырехугольника, является параллелограммом, и его площадь равна половине площади данного четырехугольника

Доказательство: 1. рассмотрим (рис. ) одну из сторон четырехугольника KLMN , например KL . Так как KL является средней линией треугольника ABC , то KL ║ AC . По тем причинам MN ║ AC . Следовательно, KL ║ NM и KL = MN = AC /2 . таким образом, KLMN — параллелограмм. Этот параллелограмм называется параллелограммом Вариньона данного четырехугольника.

Доказательство: 2 . средняя линия треугольника отсекает от него треугольник, площадь которого в четыре раза меньше площади исходного треугольника. Поэтому сама сумма площадей первого и третьего треугольников (см. рис.) равна четверти площади всего четырехугольника. То же и относительно суммы площадей второго и четвертого треугольников. Поэтому площадь параллелограмма KLMN составляет половину площади четырехугольника ABCD Теорема доказана.

Следствия из теоремы. 1. Следствие 1. Параллелограмм Вариньона является ромбом тогда и только тогда, когда в исходном четырехугольнике: а) диагонали равны (рис. а); б) бимедианы перпендикулярны (рис.б). Рис. а) Рис. б)

2. Параллелограмм Вариньона является прямоугольником тогда и только тогда, когда в исходном четырехугольнике: а) диагонали перпендикулярны(рис. а); б) бимедианы равны (рис.б). Рис. а) Рис. б)

Следствие 2 Бимедианы четырехугольника и отрезок, соединяющий середины диагоналей, пересекаются в одной точке и делятся этой точкой пополам.

Следствие 3.(теорема Эйлера). Для четырехугольника сумма квадратов всех сторон равна сумме квадратов диагоналей плюс учетверенный квадрат отрезка, соединяющего середины диагоналей, то есть .

.Следствие 4.(теорема о бабочках). Суммы площадей накрест лежащих четырехугольников, образованных пересечением бимедиан LN и KM выпуклого четырехугольника ABCD равны (рис. ).

Пример задачи Условие : докажите , что середины сторон прямоугольника являются вершинами ромба. Доказательство . Диагонали прямоугольника равны, поэтому середины сторон прямоугольника являются вершинами ромба (см.следствие 1: параллелограмм Вариньона является ромбом тогда и только тогда, когда в исходном четырехугольнике : диагонали равны

Пример задачи Условие : У четырехугольника диагонали равны a и b . Найдите периметр четырехугольника, вершинами которого являются середины сторон данного четырехугольника . Решение. Периметр параллелограмма Вариньона равен a + b .

Пример задачи Условие : докажите, что площадь параллелограмма, образованного прямыми, проходящими через вершины выпуклого четырехугольника и параллельными его диагоналям, в два раза больше площади исходного четырехугольника (рис.).

Решение Так как AMOL , MONB , CKON , DKOL — параллелограммы, то Отсюда получаем , что , что и требовалось доказать.

Заключение. Тема работы посвящена бимедианам четырехугольника и теореме Вариньона. Эти замечательные понятия не входят в программу по геометрии для средней школы. Однако при решении целого класса задач эти понятия позволяют легко получить решение, в то время когда традиционные подходы приводят к громоздким и утомительным преобразованиям.

Видео:8 класс, 3 урок, ЧетырехугольникСкачать

8 класс, 3 урок, Четырехугольник

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.

Свойство медианы 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.

Свойство медианы 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).

Свойство медианы 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.

Свойство медианы в четырехугольнике

Видео:Миникурс по геометрии. ЧетырехугольникиСкачать

Миникурс по геометрии. Четырехугольники

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 Свойство медианы в четырехугольникеуглы Свойство медианы в четырехугольникеявляются внешними.

Свойство медианы в четырехугольнике

Каждый внутренний угол выпуклого четырёхугольника меньше Свойство медианы в четырехугольникеГрадусная мера внутреннего угла невыпуклого четырёхугольника может быть больше Свойство медианы в четырехугольнике

Свойство медианы в четырехугольнике

Сумма внутренних углов выпуклого четырёхугольника

Теорема. Сумма внутренних углов выпуклого четырёхугольника равна Свойство медианы в четырехугольникеСвойство медианы в четырехугольнике

Свойство медианы в четырехугольнике

Докажите теорему, основываясь на том, что сумма внутренних углов треугольника равна Свойство медианы в четырехугольникеДоказательство представьте в виде двухстолбчатой таблицы.

Сумма внешних углов выпуклого четырёхугольника

Теорема. Сумма внешних углов выпуклого четырёхугольника равна Свойство медианы в четырехугольнике

Свойство медианы 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. Свойство медианы в четырехугольнике

Теорема 1. Противоположные стороны параллелограмма конгруэнтны. Свойство медианы в четырехугольнике

Теорема 2. Противоположные углы параллелограмма конгруэнтны. Свойство медианы в четырехугольнике

Теорема 3. Сумма углов, прилежащих к одной стороне параллелограмма равна Свойство медианы в четырехугольникеСвойство медианы в четырехугольнике

Свойство медианы в четырехугольнике

Теорема 4. Диагонали параллелограмма пересекаются и делятся точкой пересечения пополам. Свойство медианы в четырехугольнике

Теорема 5. Диагонали параллелограмма делят его на два конгруэнтных треугольника. Свойство медианы в четырехугольнике

Свойство медианы 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. Свойство медианы в четырехугольнике

Признак прямоугольника

Параллелограмм, у которого диагонали конгруэнтны есть прямоугольник.

Свойство медианы 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. Свойство медианы в четырехугольнике

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

Свойство медианы в четырехугольнике

Доказательство теоремы 1.

Дано: Свойство медианы в четырехугольникеромб.

Докажите, что Свойство медианы в четырехугольнике

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

Свойство медианы в четырехугольнике

Трапеция

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

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

Свойство медианы 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. Свойство медианы в четырехугольнике

Теорема 2. Диагонали равнобедренной трапеции конгруэнтны. Свойство медианы в четырехугольнике

Свойство медианы в четырехугольнике

План доказательства теоремы 2

Дано: Свойство медианы в четырехугольникеравнобедренная трапеция. Свойство медианы в четырехугольнике

Докажите: Свойство медианы в четырехугольнике

Свойство медианы 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 Свойство медианы в четырехугольникетогда Свойство медианы в четырехугольникеЗапишите в тетради доказательство теоремы, заполнив пропущенные строки.

Доказательство: через точку Свойство медианы в четырехугольникепроведем параллельную прямую к прямой Свойство медианы в четырехугольнике

Свойство медианы в четырехугольнике

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

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

Свойство медианы 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 Свойство медианы в четырехугольнике

Свойство медианы в четырехугольнике

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

Средняя линия трапеции

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

Свойство медианы в четырехугольнике

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

Свойство медианы в четырехугольнике

Доказательство: Через точку Свойство медианы в четырехугольникеи точку Свойство медианы в четырехугольникесередину Свойство медианы в четырехугольникепроведём прямую и обозначим точку пересечения со стороной Свойство медианы в четырехугольникечерез Свойство медианы в четырехугольнике

Свойство медианы в четырехугольнике

Координаты середины отрезка

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

Свойство медианы в четырехугольнике

Координаты середины отрезка

1) Пусть на числовой оси заданы точки Свойство медианы в четырехугольникеи Свойство медианы в четырехугольникеи точка Свойство медианы в четырехугольникекоторая является серединой отрезка Свойство медианы в четырехугольнике

Свойство медианы в четырехугольникето Свойство медианы в четырехугольникеа отсюда следует, что Свойство медианы в четырехугольнике

Свойство медианы в четырехугольнике

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

Свойство медианы в четырехугольнике

3) Координаты середины отрезка Свойство медианы в четырехугольникес концами Свойство медианы в четырехугольникеи Свойство медианы в четырехугольникеточки Свойство медианы в четырехугольникенаходятся так:

Свойство медианы в четырехугольнике

Убедитесь, что данная формула верна в случае, если отрезок Свойство медианы 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 Свойство медианы в четырехугольникекак показано на рисунке и разрежьте его на два квадрата и два прямоугольника.

Свойство медианы в четырехугольнике

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

Свойство медианы в четырехугольнике

Шаг 4. На сторонах другого квадрата отметьте отрезки Свойство медианы в четырехугольникекак показано на рисунке и отрежьте четыре прямоугольных треугольника.

Свойство медианы 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.

Свойство медианы 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. Свойство медианы 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: Свойство медианы в четырехугольнике

Свойство медианы в четырехугольнике

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

Пример:

Найдём длину катета на рисунке:

Свойство медианы в четырехугольнике

Свойство медианы 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 Свойство медианы в четырехугольникето, Свойство медианы в четырехугольнике— прямоугольный.

Свойство медианы 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 Свойство медианы в четырехугольникеявляются Пифагоровыми тройками, то и числа Свойство медианы в четырехугольникетакже являются Пифагоровыми тройками.

Видео:Все свойства медианы в одной задаче.Скачать

Все свойства медианы в одной задаче.

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.

Свойство медианы 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 — Свойство медианы в четырехугольникеСвойство медианы 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. Свойство медианы 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, Свойство медианы 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.

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

Свойство медианы в четырехугольнике

Решение:

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

Свойство медианы в четырехугольнике

Доказательство. Свойство медианы в четырехугольникепо стороне А и прилежащим к ней углам. Из них ВС = AD как противоположные стороны параллелограмма, Свойство медианы 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.Свойство медианы 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.

Свойство медианы в четырехугольнике

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

Доказать: ABCD— параллелограмм.

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

Свойство медианы в четырехугольнике

Доказать: ABCD — параллелограмм.

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

Свойство медианы в четырехугольнике

Решение:

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

Свойство медианы 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. Свойство медианы 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).

Свойство медианы 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.

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

Следовательно, Свойство медианы 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.

Свойство медианы 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.

Свойство медианы 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.

Свойство медианы в четырехугольнике

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

Доказать: Свойство медианы 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 Свойство медианы в четырехугольнике. Свойство медианы 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

Свойство медианы в четырехугольнике

Пример №4 (признак ромба)

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

Решение:

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

Свойство медианы 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, Свойство медианы 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.

Свойство медианы 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 Свойство медианы в четырехугольнике

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

Свойство медианы 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.

Свойство медианы 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).

Свойство медианы в четырехугольнике

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

Свойство медианы в четырехугольнике

Доказать: Свойство медианы в четырехугольнике

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

Свойство медианы 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).

Свойство медианы в четырехугольнике

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

Свойство медианы в четырехугольнике

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

Дано: Свойство медианы в четырехугольнике(рис. 122), AD = BD, СЕ= BE.

Свойство медианы в четырехугольнике

Доказать: Свойство медианы в четырехугольнике

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

Свойство медианы в четырехугольнике

Поэтому Свойство медианы в четырехугольнике. КР— средняя линия треугольника ADC. Поэтому КР || АС и Свойство медианы в четырехугольнике

Получаем: MN || АС и КР || АС, отсюда MN || КРСвойство медианы 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.

Свойство медианы 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.

Свойство медианы в четырехугольнике

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

Свойство медианы 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 Свойство медианы 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.

Свойство медианы 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: Свойство медианы в четырехугольнике

Свойство медианы 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. Свойство медианы в четырехугольникеno стороне и прилежащим к ней углам. У них CF = FD по условию, Свойство медианы в четырехугольникекак вертикальные, Свойство медианы 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.

Свойство медианы 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 Свойство медианы в четырехугольникеравнобедренный. Поэтому Свойство медианы в четырехугольникесоответственные углы при параллельных прямых СЕ и АВ и секущей АЁ. Отсюда

Свойство медианы 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

Свойство медианы 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. Свойство медианы в четырехугольникеСвойство медианы в четырехугольнике

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

Дано: Свойство медианы в четырехугольнике— вписанный в окружность с центром О (рис. 188 — 190).

Доказать: Свойство медианы 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 Свойство медианы в четырехугольнике. По свойству внешнего угла треугольника, Свойство медианы в четырехугольникеСвойство медианы в четырехугольнике— равнобедренный (ОВ= OA = R). Поэтому Свойство медианы 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:Свойство медианы в четырехугольнике

Из доказанного в первом случае следует, что Свойство медианы в четырехугольникеизмеряется половиной дуги AD, a Свойство медианы в четырехугольнике— половиной дуги DC. Поэтому Свойство медианы 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: Свойство медианы в четырехугольнике

Свойство медианы 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°. Свойство медианы 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). Свойство медианы в четырехугольникекак вписанные, опирающиеся на дугу АС (следствие 1). Поэтому Свойство медианы 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, Свойство медианы 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, Свойство медианы в четырехугольнике(рис. 195). Тогда говорят: из точки М отрезок АВ виден под углом а.

Если описать окружность около Свойство медианы 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: Свойство медианы в четырехугольнике

Вписанные и описанные четырёхугольники

Отметим на окружности четыре точки и соединим их хордами (рис. 222). Получили четырёхугольник, вписанный в окружность. Свойство медианы 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.

Свойство медианы 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).

Свойство медианы в четырехугольнике

Доказать: Свойство медианы в четырехугольнике

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

Из теоремы о вписанном угле следует: Свойство медианы в четырехугольнике

Тогда Свойство медианы в четырехугольнике

Сумма всех углов четырёхугольника равна 360°, а сумма углов А и С — 180°. Тогда Свойство медианы 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). Свойство медианы в четырехугольнике

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

Поэтому, Свойство медианы в четырехугольнике. По свойству равнобокой трапеции, Свойство медианы в четырехугольнике

Тогда Свойство медианы 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.

Свойство медианы 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.

Свойство медианы в четырехугольнике

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

Свойство медианы в четырехугольнике

Следовательно, четырёхугольник Свойство медианы 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).

Свойство медианы 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.

Свойство медианы 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

#58. Олимпиадная задача о четырехугольникеСкачать

#58. Олимпиадная задача о четырехугольнике

Построение медианы в треугольникеСкачать

Построение медианы в треугольнике

свойства вписанного и описанного четырехугольника #SHORTSСкачать

свойства вписанного и описанного четырехугольника #SHORTS

3 правила для вписанного четырехугольника #shortsСкачать

3 правила для вписанного четырехугольника #shorts

Как решить любую задачу с четырёхугольниками? | Математика TutorOnlineСкачать

Как решить любую задачу с четырёхугольниками? | Математика TutorOnline

Свойство медианы в прямоугольном треугольнике #shortsСкачать

Свойство медианы в прямоугольном треугольнике #shorts

Пробелы дистанционного обучения по математике. Свойство вписанного четырёхугольникаСкачать

Пробелы дистанционного обучения по математике. Свойство вписанного четырёхугольника

Свойство и признак вписанного четырехугольникаСкачать

Свойство и признак вписанного четырехугольника

Геометрия 8 Класс Урок 4 Удвоение медианыСкачать

Геометрия 8 Класс Урок 4 Удвоение медианы

Супер свойство медианы 👌🏻Скачать

Супер свойство медианы 👌🏻

Параллелограмм, прямоугольник, ромб,квадрат,трапеция, все свойства и определения!!!Скачать

Параллелограмм, прямоугольник, ромб,квадрат,трапеция, все свойства и определения!!!

Главные свойства медианыСкачать

Главные свойства медианы

Длина медианы треугольникаСкачать

Длина медианы треугольника

Вписанные четырехугольники. 9 класс.Скачать

Вписанные четырехугольники. 9 класс.
Поделиться или сохранить к себе: