Все четырехугольники их свойства и признаки

Все, что нужно знать о свойствах четырехугольников

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

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

Все четырехугольники их свойства и признакиСхема замечательна тем, что четырехугольники, стоящие в каждой строке обладают ВСЕМИ СВОЙСТВАМИ ЧЕТЫРЕХУГОЛЬНИКОВ, РАСПОЛОЖЕННЫХ НАД НИМИ. Поэтому запоминать надо совсем немного.

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

Все четырехугольники их свойства и признаки1. В трапеции сумма углов, прилежащих к боковой стороне равна 180°: А+В=180°, C+D=180°

2. Биссектриса любого угла трапеции отсекает на ее основании отрезок, равный боковой стороне: Все четырехугольники их свойства и признаки Все четырехугольники их свойства и признаки

3. Биссектрисы смежных углов трапеции пересекаются под прямым углом.

Все четырехугольники их свойства и признаки

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

Все четырехугольники их свойства и признакиВ равнобедренной трапеции

  • углы при основании равны,
  • проекции боковых сторон на основание равны: Все четырехугольники их свойства и признаки.

5. Площадь трапеции равна произведению полусуммы оснований на высоту:

Все четырехугольники их свойства и признаки

Все четырехугольники их свойства и признаки

Все четырехугольники их свойства и признаки

Параллелограм — это четырехугольник, у которого противоположные стороны попарно параллельны: Все четырехугольники их свойства и признакиВ параллелограмме:

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

Все четырехугольники их свойства и признаки

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

Площадь параллелограмма равна произведению основания на высоту:

Все четырехугольники их свойства и признаки

или произведению сторон на синус угла между ними:

Все четырехугольники их свойства и признаки:

Все четырехугольники их свойства и признаки

Ромб — это параллелограмм, у которого все стороны равны:

Все четырехугольники их свойства и признаки

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

Площадь ромба равна половине произведения диагоналей:

Все четырехугольники их свойства и признакиВсе четырехугольники их свойства и признаки

или произведению квадрата стороны на синус угла между сторонами:

Все четырехугольники их свойства и признаки

Все четырехугольники их свойства и признаки

Прямоугольник — это параллелограмм, у которого все углы прямые:

Все четырехугольники их свойства и признаки

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

Площадь прямоугольника равна произведению его сторон:

Все четырехугольники их свойства и признаки.

Квадрат — это прямоугольник, у которого все стороны равны

Квадрат — это ромб, у которого все углы прямые.

Соответственно: квадрат обладает свойствами ромба и прямоугольника:

Все четырехугольники их свойства и признаки

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

Площадь квадрата равна квадрату его стороны.

Площадь квадрата равна половине произведения диагоналей.

И.В. Фельдман, репетитор по математике.Все четырехугольники их свойства и признаки

Содержание
  1. Четырехугольник — виды и свойства с примерами решения
  2. Внутренние и внешние углы четырехугольника
  3. Сумма внутренних углов выпуклого четырёхугольника
  4. Сумма внешних углов выпуклого четырёхугольника
  5. Параллелограмм
  6. Параллелограмм и его свойства
  7. Признаки параллелограмма
  8. Прямоугольник
  9. Признак прямоугольника
  10. Ромб и квадрат
  11. Свойства ромба
  12. Трапеция
  13. Средняя линия треугольника
  14. Средняя линия трапеции
  15. Координаты середины отрезка
  16. Теорема Пифагора
  17. Справочный материал по четырёхугольнику
  18. Пример №1
  19. Признаки параллелограмма
  20. Пример №2 (признак параллелограмма).
  21. Прямоугольник
  22. Пример №3 (признак прямоугольника).
  23. Ромб. Квадрат
  24. Пример №4 (признак ромба)
  25. Теорема Фалеса. Средняя линия треугольника
  26. Пример №5
  27. Пример №6
  28. Трапеция
  29. Пример №7 (свойство равнобедренной трапеции).
  30. Центральные и вписанные углы
  31. Пример №8
  32. Вписанные и описанные четырёхугольники
  33. Пример №9
  34. Пример №10
  35. Геометрия. Урок 4. Четырехугольники
  36. Определение четырехугольника
  37. Выпуклые четырехугольники
  38. Параллелограмм
  39. Прямоугольник
  40. Квадрат
  41. Трапеция
  42. Примеры решений заданий из ОГЭ
  43. 🔥 Видео

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

Как решить любую задачу с четырёхугольниками? | Математика TutorOnline

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.

Все четырехугольники их свойства и признаки

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.

Все четырехугольники их свойства и признаки

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).

Все четырехугольники их свойства и признаки

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.

Все четырехугольники их свойства и признаки

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 Все четырехугольники их свойства и признакиуглы Все четырехугольники их свойства и признакиявляются внешними.

Все четырехугольники их свойства и признаки

Каждый внутренний угол выпуклого четырёхугольника меньше Все четырехугольники их свойства и признакиГрадусная мера внутреннего угла невыпуклого четырёхугольника может быть больше Все четырехугольники их свойства и признаки

Все четырехугольники их свойства и признаки

Сумма внутренних углов выпуклого четырёхугольника

Теорема. Сумма внутренних углов выпуклого четырёхугольника равна Все четырехугольники их свойства и признакиВсе четырехугольники их свойства и признаки

Все четырехугольники их свойства и признаки

Докажите теорему, основываясь на том, что сумма внутренних углов треугольника равна Все четырехугольники их свойства и признакиДоказательство представьте в виде двухстолбчатой таблицы.

Сумма внешних углов выпуклого четырёхугольника

Теорема. Сумма внешних углов выпуклого четырёхугольника равна Все четырехугольники их свойства и признаки

Все четырехугольники их свойства и признаки

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. Все четырехугольники их свойства и признаки

Теорема 1. Противоположные стороны параллелограмма конгруэнтны. Все четырехугольники их свойства и признаки

Теорема 2. Противоположные углы параллелограмма конгруэнтны. Все четырехугольники их свойства и признаки

Теорема 3. Сумма углов, прилежащих к одной стороне параллелограмма равна Все четырехугольники их свойства и признакиВсе четырехугольники их свойства и признаки

Все четырехугольники их свойства и признаки

Теорема 4. Диагонали параллелограмма пересекаются и делятся точкой пересечения пополам. Все четырехугольники их свойства и признаки

Теорема 5. Диагонали параллелограмма делят его на два конгруэнтных треугольника. Все четырехугольники их свойства и признаки

Все четырехугольники их свойства и признаки

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. Все четырехугольники их свойства и признаки

Признак прямоугольника

Параллелограмм, у которого диагонали конгруэнтны есть прямоугольник.

Все четырехугольники их свойства и признаки

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. Все четырехугольники их свойства и признаки

Теорема 2. (Обратная георема). Параллелограмм, у которого диагонали перпендикулярны, есть ромб. Если Все четырехугольники их свойства и признакито параллелограмм Все четырехугольники их свойства и признакиявляется ромбом.

Все четырехугольники их свойства и признаки

Доказательство теоремы 1.

Дано: Все четырехугольники их свойства и признакиромб.

Докажите, что Все четырехугольники их свойства и признаки

Доказательство (словестное): По определению ромба Все четырехугольники их свойства и признакиПри этом, так как ромб является параллелограммом, а диагонали параллелограмма делятся точкой пересечения пополам, тогда можно записать, что Все четырехугольники их свойства и признакиравнобедренный. Медиана Все четырехугольники их свойства и признаки(так как Все четырехугольники их свойства и признаки), является также и биссектрисой и высотой. Т.е. Все четырехугольники их свойства и признакиТак как Все четырехугольники их свойства и признакиявляется прямым углом, то Все четырехугольники их свойства и признаки. Аналогичным образом можно доказать, что Все четырехугольники их свойства и признаки

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.

Все четырехугольники их свойства и признаки

Трапеция

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

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

Все четырехугольники их свойства и признаки

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. Все четырехугольники их свойства и признаки

Теорема 2. Диагонали равнобедренной трапеции конгруэнтны. Все четырехугольники их свойства и признаки

Все четырехугольники их свойства и признаки

План доказательства теоремы 2

Дано: Все четырехугольники их свойства и признакиравнобедренная трапеция. Все четырехугольники их свойства и признаки

Докажите: Все четырехугольники их свойства и признаки

Все четырехугольники их свойства и признаки

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 Все четырехугольники их свойства и признакитогда Все четырехугольники их свойства и признакиЗапишите в тетради доказательство теоремы, заполнив пропущенные строки.

Доказательство: через точку Все четырехугольники их свойства и признакипроведем параллельную прямую к прямой Все четырехугольники их свойства и признаки

Все четырехугольники их свойства и признаки

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

Исследование: 1) В треугольнике Все четырехугольники их свойства и признакичерез точку Все четырехугольники их свойства и признаки— середину стороны Все четырехугольники их свойства и признакипроведите прямую параллельную Все четырехугольники их свойства и признакиКакая фигура получилась? Является ли Все четырехугольники их свойства и признакитрапецией? Измерьте и сравните основания полученной трапеции. 2) Измерьте и сравните длины отрезков Все четырехугольники их свойства и признакиМожно ли утверждать, что Все четырехугольники их свойства и признаки

Все четырехугольники их свойства и признаки

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 Все четырехугольники их свойства и признаки

Все четырехугольники их свойства и признаки

Доказательство. Пусть дан треугольник Все четырехугольники их свойства и признакии его средняя линия Все четырехугольники их свойства и признакиПроведём через точку Все четырехугольники их свойства и признакипрямую параллельную стороне Все четырехугольники их свойства и признакиПо теореме Фалеса, она проходит через середину стороны Все четырехугольники их свойства и признакит.е. совпадает со средней линией Все четырехугольники их свойства и признакиТ.е. средняя линия Все четырехугольники их свойства и признакипараллельна стороне Все четырехугольники их свойства и признакиТеперь проведём среднюю линию Все четырехугольники их свойства и признакиТ.к. Все четырехугольники их свойства и признакито четырёхугольник Все четырехугольники их свойства и признакиявляется параллелограммом. По свойству параллелограмма Все четырехугольники их свойства и признакиПо теореме Фалеса Все четырехугольники их свойства и признакиТогда Все четырехугольники их свойства и признакиТеорема доказана.

Средняя линия трапеции

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

Все четырехугольники их свойства и признаки

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

Все четырехугольники их свойства и признаки

Доказательство: Через точку Все четырехугольники их свойства и признакии точку Все четырехугольники их свойства и признакисередину Все четырехугольники их свойства и признакипроведём прямую и обозначим точку пересечения со стороной Все четырехугольники их свойства и признакичерез Все четырехугольники их свойства и признаки

Все четырехугольники их свойства и признаки

Координаты середины отрезка

Исследование: Начертите числовую ось. Постройте окружность с центром в точке Все четырехугольники их свойства и признакирадиусом 3 единицы. Вычислите значение выражения Все четырехугольники их свойства и признакиЕсть ли связь между значением данного выражения и координатой точки Все четырехугольники их свойства и признаки

Все четырехугольники их свойства и признаки

Координаты середины отрезка

1) Пусть на числовой оси заданы точки Все четырехугольники их свойства и признакии Все четырехугольники их свойства и признакии точка Все четырехугольники их свойства и признакикоторая является серединой отрезка Все четырехугольники их свойства и признаки

Все четырехугольники их свойства и признакито Все четырехугольники их свойства и признакиа отсюда следует, что Все четырехугольники их свойства и признаки

Все четырехугольники их свойства и признаки

2) По теореме Фалеса, если точка Все четырехугольники их свойства и признакиявляется серединой отрезка Все четырехугольники их свойства и признакито на оси абсцисс точка Все четырехугольники их свойства и признакиявляется соответственно координатой середины отрезка концы которого находятся в точках Все четырехугольники их свойства и признакии Все четырехугольники их свойства и признаки

Все четырехугольники их свойства и признаки

3) Координаты середины отрезка Все четырехугольники их свойства и признакис концами Все четырехугольники их свойства и признакии Все четырехугольники их свойства и признакиточки Все четырехугольники их свойства и признакинаходятся так:

Все четырехугольники их свойства и признаки

Убедитесь, что данная формула верна в случае, если отрезок Все четырехугольники их свойства и признакипараллелен 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 Все четырехугольники их свойства и признакикак показано на рисунке и разрежьте его на два квадрата и два прямоугольника.

Все четырехугольники их свойства и признаки

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

Все четырехугольники их свойства и признаки

Шаг 4. На сторонах другого квадрата отметьте отрезки Все четырехугольники их свойства и признакикак показано на рисунке и отрежьте четыре прямоугольных треугольника.

Все четырехугольники их свойства и признаки

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.

Все четырехугольники их свойства и признаки

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. Все четырехугольники их свойства и признаки

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: Все четырехугольники их свойства и признаки

Все четырехугольники их свойства и признаки

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

Пример:

Найдём длину катета на рисунке:

Все четырехугольники их свойства и признаки

Все четырехугольники их свойства и признаки

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 Все четырехугольники их свойства и признакито, Все четырехугольники их свойства и признаки— прямоугольный.

Все четырехугольники их свойства и признаки

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 Все четырехугольники их свойства и признакиявляются Пифагоровыми тройками, то и числа Все четырехугольники их свойства и признакитакже являются Пифагоровыми тройками.

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

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

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.

Все четырехугольники их свойства и признаки(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 — Все четырехугольники их свойства и признакиВсе четырехугольники их свойства и признаки

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. Все четырехугольники их свойства и признаки

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, Все четырехугольники их свойства и признаки, 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.

Все четырехугольники их свойства и признаки

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: Все четырехугольники их свойства и признаки=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 Все четырехугольники их свойства и признаки+ CD (по неравенству треугольника). Тогда Все четырехугольники их свойства и признаки. Аналогично АВ 45 и DC и секущей АС. Из равенства треугольников ABC и CD А следует: 1) АВ = DC, ВС = AD 2) Все четырехугольники их свойства и признаки. 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.

Все четырехугольники их свойства и признаки

Решение:

Все четырехугольники их свойства и признаки(рис. 31) по свойству внутренних односторонних углов при параллельных прямых ВС и AD и секущей АВ. Аналогично Все четырехугольники их свойства и признаки(АВ CD, ВС-секущая), Все четырехугольники их свойства и признаки(ВС || AD, CD — секущая), Все четырехугольники их свойства и признаки(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.

Все четырехугольники их свойства и признаки

Доказательство. Все четырехугольники их свойства и признакипо стороне А и прилежащим к ней углам. Из них ВС = AD как противоположные стороны параллелограмма, Все четырехугольники их свойства и признакикак 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.Все четырехугольники их свойства и признаки

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.

Все четырехугольники их свойства и признаки

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

Доказать: ABCD— параллелограмм.

Доказательство. Проведём диагональ BD (рис. 52). Все четырехугольники их свойства и признакипо трём сторонам. У них BD— общая сторона, АВ = DC и ВС = AD по условию. Из равенства треугольников следует: Все четырехугольники их свойства и признаки Все четырехугольники их свойства и признакиУглы 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. Все четырехугольники их свойства и признаки

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.

Все четырехугольники их свойства и признаки

Доказать: ABCD — параллелограмм.

Доказательство. Проведём диагональ АС (рис. 54). Все четырехугольники их свойства и признакипо двум сторонам и углу между ними. У них АС — общая сторона, АВ = DC по условию, Все четырехугольники их свойства и признакикак внутренние накрест лежащие углы при параллельных прямых АВ и DC и секущей АС. Из равенства треугольников следует: Все четырехугольники их свойства и признакиНо 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.

Все четырехугольники их свойства и признаки

Решение:

Пусть ABCD—данный четырёхугольник, О — точка пересечения его диагоналей и ВО= OD, АО= ОС (рис. 55). Докажем, что ABCD — параллелограмм. Все четырехугольники их свойства и признакипо двум сторонам и углу между ними. У них ВО = OD, АО = ОС по условию, Все четырехугольники их свойства и признакикак вертикальные. Из равенства треугольников следует: ВС= AD и Все четырехугольники их свойства и признакиНо 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.

Все четырехугольники их свойства и признаки

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. Все четырехугольники их свойства и признаки

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).

Все четырехугольники их свойства и признаки

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.

Все четырехугольники их свойства и признакиМожно 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 Все четырехугольники их свойства и признаки. Все четырехугольники их свойства и признакипо трём сторонам. У них AD — общая сторона, АС = BD по условию, АВ = DC — как противоположные стороны параллелограмма. Из этого следует, что Все четырехугольники их свойства и признаки. Поскольку в параллелограмме противоположные углы равны, то: Все четырехугольники их свойства и признаки. По свойству углов четырёхугольника, Все четырехугольники их свойства и признаки

Следовательно, Все четырехугольники их свойства и признаки: 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.

Все четырехугольники их свойства и признаки

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.

Все четырехугольники их свойства и признаки

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.

Все четырехугольники их свойства и признаки

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

Доказать: Все четырехугольники их свойства и признаки

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 Все четырехугольники их свойства и признаки. Все четырехугольники их свойства и признаки

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

Все четырехугольники их свойства и признаки

Пример №4 (признак ромба)

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

Решение:

Пусть ABCD — данный параллелограмм, в котором Все четырехугольники их свойства и признаки(рис. 96). Докажем, что ABCD— ромб. Все четырехугольники их свойства и признакипо двум сторонами и углу между ними.

Все четырехугольники их свойства и признаки

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, Все четырехугольники их свойства и признакипо 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.

Все четырехугольники их свойства и признаки

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 Все четырехугольники их свойства и признаки

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

Все четырехугольники их свойства и признаки

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.

Все четырехугольники их свойства и признаки

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).

Все четырехугольники их свойства и признаки

Произвольным раствором циркуля отложите на стороне АВ угла равные отрезки Все четырехугольники их свойства и признакии Все четырехугольники их свойства и признакиПроведите с помощью чертёжного угольника и линейки через точки Все четырехугольники их свойства и признакипараллельные прямые, которые пересекут сторону ВС этого угла в точках Все четырехугольники их свойства и признакиПри помощи циркуля сравните длины отрезков Все четырехугольники их свойства и признакиСделайте 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: Все четырехугольники их свойства и признаки

Все четырехугольники их свойства и признаки

Доказать: Все четырехугольники их свойства и признаки

Доказательство. Проведём через точки Все четырехугольники их свойства и признакипрямые Все четырехугольники их свойства и признакипараллельные ВС. Все четырехугольники их свойства и признакипо стороне и прилежащим к ней углам. У них Все четырехугольники их свойства и признакипо условию, Все четырехугольники их свойства и признакикак соответственные углы при параллельных прямых. Из равенства этих треугольников следует, что Все четырехугольники их свойства и признакии Все четырехугольники их свойства и признакикак противоположные стороны параллелограммов Все четырехугольники их свойства и признаки

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).

Все четырехугольники их свойства и признаки

Пример №5

Разделите данный отрезок АВ на пять равных частей.

Решение:

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

Все четырехугольники их свойства и признаки

Отложим на луче АС пять равных отрезков: АА,Все четырехугольники их свойства и признакиПроведём прямую Все четырехугольники их свойства и признаки. Через точки Все четырехугольники их свойства и признакипроведём прямые, параллельные прямой Все четырехугольники их свойства и признаки. 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 Все четырехугольники их свойства и признаки, так как точки М и N — середины сторон АВ и ВС.

Все четырехугольники их свойства и признаки

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

Дано: Все четырехугольники их свойства и признаки(рис. 122), AD = BD, СЕ= BE.

Все четырехугольники их свойства и признаки

Доказать: Все четырехугольники их свойства и признаки

Доказательство. 1) Пусть DE- средняя линия Все четырехугольники их свойства и признаки. 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: Все четырехугольники их свойства и признаки. По построению, четырёхугольник ADEF- параллелограмм, поэтому DE= AF. Следовательно, Все четырехугольники их свойства и признаки

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.

Все четырехугольники их свойства и признаки

Поэтому Все четырехугольники их свойства и признаки. КР— средняя линия треугольника ADC. Поэтому КР || АС и Все четырехугольники их свойства и признаки

Получаем: MN || АС и КР || АС, отсюда MN || КРВсе четырехугольники их свойства и признаки, 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.

Все четырехугольники их свойства и признаки

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.

Все четырехугольники их свойства и признаки

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

Все четырехугольники их свойства и признаки

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 Все четырехугольники их свойства и признаки= 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.

Все четырехугольники их свойства и признаки

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: Все четырехугольники их свойства и признаки

Все четырехугольники их свойства и признаки

Доказательство. Поскольку EF — средняя линия трапеции ABCD, то АЕ= BE, DF= CF. Через точки В и проведём прямую, пересекающую продолжение основания ADb точке Q. Все четырехугольники их свойства и признакиno стороне и прилежащим к ней углам. У них CF = FD по условию, Все четырехугольники их свойства и признакикак вертикальные, Все четырехугольники их свойства и признакивнутренние 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.

Все четырехугольники их свойства и признаки

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 Все четырехугольники их свойства и признакиравнобедренный. Поэтому Все четырехугольники их свойства и признакисоответственные углы при параллельных прямых СЕ и АВ и секущей АЁ. Отсюда

Все четырехугольники их свойства и признаки

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

Все четырехугольники их свойства и признаки

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. Все четырехугольники их свойства и признакиВсе четырехугольники их свойства и признаки

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

Дано: Все четырехугольники их свойства и признаки— вписанный в окружность с центром О (рис. 188 — 190).

Доказать: Все четырехугольники их свойства и признаки

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 Все четырехугольники их свойства и признаки. По свойству внешнего угла треугольника, Все четырехугольники их свойства и признакиВсе четырехугольники их свойства и признаки— равнобедренный (ОВ= OA = R). Поэтому Все четырехугольники их свойства и признакиизмеряется 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:Все четырехугольники их свойства и признаки

Из доказанного в первом случае следует, что Все четырехугольники их свойства и признакиизмеряется половиной дуги AD, a Все четырехугольники их свойства и признаки— половиной дуги DC. Поэтому Все четырехугольники их свойства и признакиизмеряется 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: Все четырехугольники их свойства и признаки

Все четырехугольники их свойства и признаки

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°. Все четырехугольники их свойства и признаки

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). Все четырехугольники их свойства и признакикак вписанные, опирающиеся на дугу АС (следствие 1). Поэтому Все четырехугольники их свойства и признаки, 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, Все четырехугольники их свойства и признаки

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, Все четырехугольники их свойства и признаки(рис. 195). Тогда говорят: из точки М отрезок АВ виден под углом а.

Если описать окружность около Все четырехугольники их свойства и признаки(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: Все четырехугольники их свойства и признаки

Вписанные и описанные четырёхугольники

Отметим на окружности четыре точки и соединим их хордами (рис. 222). Получили четырёхугольник, вписанный в окружность. Все четырехугольники их свойства и признаки

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.

Все четырехугольники их свойства и признаки

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).

Все четырехугольники их свойства и признаки

Доказать: Все четырехугольники их свойства и признаки

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

Из теоремы о вписанном угле следует: Все четырехугольники их свойства и признаки

Тогда Все четырехугольники их свойства и признаки

Сумма всех углов четырёхугольника равна 360°, а сумма углов А и С — 180°. Тогда Все четырехугольники их свойства и признаки

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). Все четырехугольники их свойства и признаки

Докажем, что Все четырехугольники их свойства и признаки. В любой трапеции сумма углов, прилежащих к одной боковой стороне, равна 180° (следует из свойства параллельных прямых).

Поэтому, Все четырехугольники их свойства и признаки. По свойству равнобокой трапеции, Все четырехугольники их свойства и признаки

Тогда Все четырехугольники их свойства и признакии, 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.

Все четырехугольники их свойства и признаки

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.

Все четырехугольники их свойства и признаки

Проведём в произвольном четырёхугольнике ABCD биссектрисы внешних углов при вершинах А, В, С и D [рис. 228). Точки их пересечения Все четырехугольники их свойства и признакицентры 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 Все четырехугольники их свойства и признакивписанного в окружность. Действительно,

Все четырехугольники их свойства и признаки

Следовательно, четырёхугольник Все четырехугольники их свойства и признаки— 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).

Все четырехугольники их свойства и признаки

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.

Все четырехугольники их свойства и признаки

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

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

Геометрия. Урок 4. Четырехугольники

Смотрите бесплатные видео-уроки на канале Ёжику Понятно.

Все четырехугольники их свойства и признаки

Видео-уроки на канале Ёжику Понятно. Подпишись!

Содержание страницы:

  • Определение четырехугольника
  • Выпуклые четырехугольники
  • Параллелограмм

Видео:Геометрия 8. Урок 4 - Прямоугольник, ромб, квадрат - свойства и признаки.Скачать

Геометрия 8. Урок 4 - Прямоугольник, ромб, квадрат - свойства и признаки.

Определение четырехугольника

Четырехугольником называется фигура, которая состоит из четырех точек (вершин) и четырех отрезков (сторон), которые последовательно соединяют вершины. При этом никакие три из данных точек не должны лежать на одной прямой, а соединяющие их отрезки не должны пересекаться.

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

Все четырехугольники их свойства и признаки

Видео:Четырехугольники. Вебинар | МатематикаСкачать

Четырехугольники. Вебинар | Математика

Выпуклые четырехугольники

В задачах ОГЭ встречаются выпуклые четырехугольники, поэтому подробно изучим их.

Смежные стороны – соседние стороны, которые выходят из одной вершины. Пары смежных сторон: A B и A D , A B и B C , B C и C D , C D и A D .

Противолежащие стороны – несмежные стороны (соединяют разные вершины). Пары противолежащих сторон: A B и C D , B C и A D .

Противолежащие вершины – вершины, не являющиеся соседними (лежат друг напротив друга). Пары противолежащих вершин: A и C , B и D .

Диагонали четырехугольника – отрезки, соединяющие противолежащие вершины. A C и B D – диагонали четырехугольника A B C D .

Диагонали выпуклого четырехугольника пересекаются в одной точке.

Площадь произвольного выпуклого четырехугольника можно найти по формуле:

S = 1 2 d 1 d 2 ⋅ sin φ

где d 1 и d 2 – диагонали четырехугольника, φ – угол между диагоналями (острый или тупой – не важно).

Рассмотрим более подробно некоторые виды выпуклых четырехугольников.

Класс параллелограммов : параллелограмм, ромб, прямоугольник, квадрат.

Класс трапеций : произвольная трапеция, прямоугольная трапеция, равнобокая (равнобедренная) трапеция.

Видео:8 класс, 3 урок, ЧетырехугольникСкачать

8 класс, 3 урок, Четырехугольник

Параллелограмм

Параллелограмм – четырехугольник, у которого противолежащие стороны попарно параллельны.

Свойства параллелограмма:

  • Противолежащие стороны равны.
  • Противоположные углы равны.
  • Диагонали точкой пересечения делятся пополам.
  • Сумма углов, прилежащих к одной стороне, равна 180 ° .
  • Сумма квадратов диагоналей равна сумме квадратов сторон. d 1 2 + d 2 2 = 2 ( a 2 + b 2 )

Площадь параллелограмма можно найти по трём формулам.

Как произведение стороны и высоты, проведенной к ней.

Поскольку стороны имеют разные длины, то высоты, которые к ним проведены, тоже будут иметь разные длины.

Как произведение двух смежных (соседних) сторон на синус угла между ними.

Как полупроизведение диагоналей на синус угла между ними.

Ромб – параллелограмм, у которого все стороны равны.

Свойства ромба:

  • Диагонали пересекаются под прямым углом.
  • Диагонали являются биссектрисами углов, из которых выходят.
  • Сохраняются все свойства параллелограмма.

Площадь ромба можно найти по трём формулам.

Как произведение стороны ромба на высоту ромба.

Как квадрат стороны ромба на синус угла между двумя сторонами.

Как полупроизведение диагоналей ромба.

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

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

Прямоугольник

Прямоугольник – это параллелограмм, у которого все углы равны 90 ° .

Свойства прямоугольника:

  • Диагонали прямоугольника равны.
  • Сохраняются все свойства параллелограмма.

Площадь прямоугольника можно найти по двум формулам:

Как произведение двух смежных (соседних) сторон прямоугольника.

Как полупроизведение диагоналей (так как они обе равны, обозначим их буквой d ) на синус угла между ними.

Видео:Четырёхугольники №17 из ОГЭ. Свойства и признаки четырёхугольников. Длины и углы.Скачать

Четырёхугольники №17 из ОГЭ. Свойства и признаки четырёхугольников. Длины и углы.

Квадрат

Квадрат – прямоугольник, у которого все стороны равны.

Свойства квадрата:

  • Сохраняет свойства ромба.
  • Сохраняет свойства прямоугольника.

Площадь квадрата можно вычислить по двум формулам:

Как квадрат стороны.

Как полупроизведение квадратов диагоналей (диагонали в квадрате равны).

Видео:Геометрия 8. Урок 2 - Параллелограмм. Свойства и признаки.Скачать

Геометрия 8. Урок 2 - Параллелограмм. Свойства и признаки.

Трапеция

Трапеция – это четырехугольник, у которого две стороны параллельны, а две другие нет.

Стороны, которые параллельны друг другу называются основаниями , другие две стороны называются боковыми сторонами .

B C и A D – основания, A B и C D – боковые стороны трапеции A B C D .

Свойства трапеции:

сумма углов, прилежащих к боковой стороне, равна 180 ° .

Средняя линия трапеции – отрезок, соединяющий середины боковых сторон.

Средняя линия параллельна основаниям. Её длина находится по формуле: m = a + b 2

Площадь трапеции можно найти по двум формулам:

Как полусумму оснований на высоту. Поскольку полусумма оснований есть средняя линия трапеции, можно найти площадь трапеции как произведение средней линии на высоту.

Как полупроизведение диагоналей на синус угла между ними.

Виды трапеций

Прямоугольная трапеция – трапеция, у которой два угла прямые.

Равнобокая (равнобедренная) трапеция – трапеция, у которой боковые стороны равны.

Свойство равнобокой трапеции: углы при основании равны

Видео:ЧЕТЫРЕХУГОЛЬНИКИ и их свойства+доказательство теорем/8 класс.Скачать

ЧЕТЫРЕХУГОЛЬНИКИ и их свойства+доказательство теорем/8 класс.

Примеры решений заданий из ОГЭ

Модуль геометрия: задания, связанные с четырехугольниками

🔥 Видео

Многоугольники. Математика 8 класс | TutorOnlineСкачать

Многоугольники. Математика 8 класс | TutorOnline

ЧЕТЫРЕХУГОЛЬНИК и его элементы. §1 геометрия 8 классСкачать

ЧЕТЫРЕХУГОЛЬНИК и его элементы. §1 геометрия 8 класс

Параллелограмм. 8 класс.Скачать

Параллелограмм. 8 класс.

3 правила для вписанного четырехугольника #shortsСкачать

3 правила для вписанного четырехугольника #shorts

Вписанные и описанные четырехугольники. Практическая часть. 9 класс.Скачать

Вписанные  и описанные четырехугольники. Практическая часть. 9 класс.

Виды четырёхугольниковСкачать

Виды четырёхугольников

Свойство и признак вписанного четырехугольникаСкачать

Свойство и признак вписанного четырехугольника

Описанные четырехугольники. 9 класс.Скачать

Описанные четырехугольники. 9 класс.

Четырехугольники. Геометрия 8 класс.Скачать

Четырехугольники.  Геометрия 8 класс.
Поделиться или сохранить к себе: