Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция

Трапеция

Трапеция — это выпуклый четырёхугольник, у которого две противолежащие стороны параллельны друг другу, а две другие не параллельны. Параллельные стороны трапеции называются основаниями, а две другие — боковыми сторонами или боками.

Отрезок, перпендикулярный основаниям трапеции, называется высотой. Отрезок, соединяющий середины боковых сторон трапеции, называется средней линией.

Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть картинку Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Картинка про Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция

Трапеция может быть равнобедренной или прямоугольной. Равнобедренная (или равнобокая) трапеция — это трапеция, у которой боковые стороны равны. Прямоугольная трапеция — это трапеция, у которой одна из боковых сторон перпендикулярна основаниям.

Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть картинку Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Картинка про Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция

Площадь трапеции

Площадь трапеции равна произведению полусуммы оснований на высоту.

Формула площади трапеции:

где S — это площадь трапеции, a и b — основания трапеции, h — высота трапеции.

Доказательство. Разделим трапецию на два треугольника, проведя диагональ BD. Получилось два треугольника ΔABD и ΔBCD, имеющих одинаковую высоту — h и основания a и b:

Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть картинку Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Картинка про Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция

Площади этих треугольников будут вычисляться по следующим формулам:

S1 =1ah, S2 =1bh.
22

Площадь трапеции будет равна сумме площадей треугольников, из которых она состоит, следовательно:

Источник

Что такое трапеция: определение, виды, свойства

В данной публикации мы рассмотрим определение, виды и свойства (касательно диагоналей, углов, средней линии, точки пересечения боковых сторон и т.д.) одной из основных геометрических фигур – трапеции.

Определение трапеции

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

Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть картинку Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Картинка про Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция

Параллельные стороны называются основаниями трапеции (AD и BC), две другие стороны – боковыми (AB и CD).

Угол при основании трапеции – внутренний угол трапеции, образованный ее основанием и боковой стороной, например, α и β.

Трапеция записывается путем перечисления его вершин, чаще всего, это ABCD. А основаниям обозначаются маленькими латинскими буквами, например, a и b.

Средняя линия трапеции (MN) – отрезок, соединяющий середины ее боковых сторон.

Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть картинку Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Картинка про Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция

Высота трапеции (h или BK) – это перпендикуляр, проведенный от одного основания к другому.

Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть картинку Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Картинка про Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция

Виды трапеций

Равнобедренная трапеция

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

Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть картинку Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Картинка про Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция

Прямоугольная трапеция

Трапеция, у которой оба угла при одной из ее боковых сторон прямые, называется прямоугольной.

Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть картинку Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Картинка про Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция

Разносторонняя трапеция

Трапеция является разносторонней, если ее боковые стороны не равны, и ни один из углов при основании не является прямым.

Свойства трапеции

Перечисленные ниже свойства применимы к любым видам трапеций. Свойства равнобедренной и прямоугольной трапеций представлены на нашем сайте в отдельных публикациях.

Свойство 1

Сумма углов трапеции, прилежащих к одной и той же боковой стороне, равна 180°.

Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть картинку Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Картинка про Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция

Свойство 2

Средняя линия трапеции параллельна ее основаниям и равняется половине их суммы.

Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть картинку Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Картинка про Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция

Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть картинку Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Картинка про Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция

Свойство 3

Отрезок, который соединяет середины диагоналей трапеции, лежит на ее средней линии и равняется половине разности оснований.

Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть картинку Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Картинка про Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция

Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть картинку Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Картинка про Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция

Свойство 4

Точки пересечения диагоналей трапеции, продолжений ее боковых сторон и середин оснований лежат на одной прямой.

Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть картинку Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Картинка про Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция

Если сумма углов при одном основании равняется 90° (т.е. ∠DAB + ∠ADC = 90°), значит продолжения боковых сторон трапеции пересекаются под прямым углом, а отрезок, который соединяет середины оснований (ML) равняется половине их разности.

Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть картинку Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Картинка про Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция

Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть картинку Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Картинка про Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция

Свойство 5

Диагонали трапеции делят ее на 4 треугольника, два из которых (при основаниях) подобны, а два других (при боковых сторонах) равны по площади.

Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть картинку Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Картинка про Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция

Свойство 6

Отрезок, проходящий через точку пересечения диагоналей трапеции параллельно ее основаниям, можно выразить через длины оснований:

Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть картинку Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Картинка про Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция

Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть картинку Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Картинка про Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция

Свойство 7

Биссектрисы углов трапеции при одинаковой боковой стороне взаимно перпендикулярны.

Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть картинку Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Картинка про Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция

Свойство 8

В трапецию можно вписать окружность только в том случае, если сумма длин ее оснований равна сумме длин ее боковых сторон.

Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть картинку Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Картинка про Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция

Радиус вписанной в трапецию окружности равен половине ее высоты: R = h/2.

Источник

Трапеция – это стол, который стал геометрической фигурой

Здравствуйте, уважаемые читатели блога KtoNaNovenkogo.ru. В этой статье мы решили подробно рассказать о такой геометрической фигуре, как ТРАПЕЦИЯ.

Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть картинку Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Картинка про Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция

Ее подробно изучают на уроках геометрии в 8-м классе. И эти уроки являются частью общего знакомства школьников с различными четырехугольниками.

Определение трапеции

Трапеция – геометрическая фигура, которая представляет собой четырехугольник, у которого две противоположные стороны располагаются на параллельных прямых. А две другие стороны должны, наоборот, быть не параллельными.

Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть картинку Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Картинка про Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция

Вот так выглядит классическая трапеция:

Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть картинку Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Картинка про Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция

У этой фигуры стороны АВ и CD являются параллельными. А вот AD и CB – нет.

Происхождения слова

Первое упоминание об этой фигуре встречается еще в трудах известного древнегреческого математика Евклида.

В его книге «Начала» этим термином описывается абсолютно любой четырехугольник, который не является параллелограммом.

Если кто не помнит, параллелограммом называют четырехугольник, у которого противоположные стороны параллельны. Выглядит эта фигура в классическом понимании вот так:

Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть картинку Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Картинка про Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция

Интересно, что и всем известные фигуры – квадрат, прямоугольник (что это?) и ромб (это как?) – также являются частным случаем параллелограмма. Ведь действительно – у них противоположные стороны параллельны друг к другу.

Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть картинку Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Картинка про Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция

И получается, что Евклид был в целом прав. Он просто поделил все четырехугольники на две большие категории – параллелограммы и трапеции.

Кстати, само слово ТРАПЕЦИЯ также имеет греческое происхождение. В древние времена оно звучало как «трапедзион». И в переводе это означает « обеденный стол». Поэтому слово «трапеза», которое у нас является синонимом любого приема пищи тоже родом оттуда.

Стороны трапеции

Парные стороны трапеций имеют свои названия:

Закрепим это с помощью рисунка:

Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть картинку Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Картинка про Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция

В данном случае стороны АВ и CD параллельны друг другу. А значит, именно они являются основаниями. А вот АС и BD – наоборот, явно не параллельны. И соответственно, это боковые стороны.

Кстати, расположение сторон не зависит от расположения самой фигуры. Даже вот в таких положениях

Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть картинку Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Картинка про Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция

все равно параллельные стороны будут считаться основаниями, а непараллельные – боковыми.

Равнобедренная и прямоугольная трапеции

Вариант трапеции, который мы рассмотрели – это самые распространенные виды геометрической фигуры. Но есть и частные случаи:

Равнобедренная трапеция – та, у которой боковые (не параллельные) стороны равны. Ее еще называют равнобокой или равнобочной.

Выглядит она вот так:

Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть картинку Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Картинка про Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция

В данном примере графически показано, что стороны AD и ВС равны между собой. Об этом свидетельствуют небольшие черточки.

Прямоугольная трапеция – та, у которой одна из боковых сторон и основания образовывают прямой угол.

Выглядит она вот так:

Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть картинку Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Картинка про Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция

В данном примере, углы DAB и ADC являются прямыми, то есть равны 90 градусам. А соответственно, трапеция называется прямоугольной.

Тут важно заметить, что под прямым углом к основанию должна идти только одна боковая сторона. Если будут обе, то трапеция автоматически превратится в квадрат.

Свойства трапеций

С трапециями связаны несколько понятий в геометрии, которые активно используются для решения различных теорем.

Средняя линия

Средняя линия трапеции – это отрезок, который идет параллельно основаниям и соединяет середины:

Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть картинку Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Картинка про Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция

Со средней линией связана одна интересная теорема. Очень часто на уроках геометрии школьников просят определить ее длину. И сделать это весьма просто.

Длина средней линии трапеции равна половине суммы длин ее оснований.

Звучит может и несколько тяжеловато. Но на деле – это весьма просто. Так, чтобы посчитать в нашем примере длину отрезка MN, который является средней линией, надо применить формулу:

И это правило распространяется на все виды трапеций.

Биссектриса углов трапеции

Биссектриса – это линия (луч), которая делит угол пополам. Так вот

Любая биссектриса, выведенная из угла трапеции, отсекает на основании отрезок, равный по длине боковой стороне.

Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть картинку Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Картинка про Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция

На данном рисунке отрезок АЕ является биссектрисой угла ABD. И исходя из этого, отрезки АВ и ВЕ равны между собой, о чем свидетельствуют небольшие черточки на них.
В то же время у биссектрис в трапеции есть еще одно свойство.

Две биссектрисы, выведенные из углов одной боковой стороны, пересекаются под прямым углом.

Все эти теоремы в процессе школьного обучения, ученикам еще необходимо доказывать. Ну а мы решили не приводить долгие математические и геометрические выкладки. Просто примите как данность!

Вот и все, что мы хотели рассказать вам о трапеции.

Удачи вам! До скорых встреч на страницах блога KtoNaNovenkogo.ru

Эта статья относится к рубрикам:

Комментарии и отзывы (1)

А я, глядя на трапецию, пуделя своего вспомнил, о трапеции он ничего не знал, но вставал в такую стойку, что передние и задние лапы образовывали трапецию.

Источник

Трапеция

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

Элементы трапеции

Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть картинку Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Картинка про Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция

На рисунке 1 изображена трапеция MNPQ, с боковыми сторонами MN и PQ, с основаниями NP и MQ, а также со средней линией DF.

В трапеции две параллельные стороны называются основаниями. 0дна из параллельных сторон называется верхним основанием, а другая параллельная сторона называется нижним основанием. Но как определить, какая из параллельных сторон нижнее основание, а какая верхнее основание? Существует несколько способов это определить. Во-первых, как вы уже наверно догадались, нижнее основание расположено внизу трапеции, а верхнее основание расположено вверху трапеции. Во-вторых, верхнее основание меньше чем нижнее основание, и наоборот нижнее основание больше верхнего основания. C помощью этих двух способов вы можете
легко определить какое основание нижнее а какое верхнее. NP || MQ, NP — верхнее основание, MQ — нижнее основание.

Кроме оснований в трапеции, есть еще две не параллельные стороны. В трапеции эти две не параллельные стороны называются боковыми сторонами. Боковые стороны расположены сбоку от верхнего и нижнего оснований. MN и PQ — боковые стороны.

Отрезок, соединяющий середины боковых сторон называется средней линией трапеции. С средней линией трапеции связано несколько важных формул. Например, достаточно знать длину средней трапеции и одну из сторон основания, чтобы найти другое основание. Средняя линия делит две боковые стороны трапеции на две равных части. DF — средняя линия трапеции, MD = DN, QF = FP.

Центром симметрии трапеции называется середина средней линии трапеции. Центр симметрии
является центром вписанной, и центром описанной окружностей.

Виды трапеции

Также существует несколько видов трапеции. Это равнобедренная и прямоугольная трапеции.

Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть картинку Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Картинка про Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция

На рисунке 2 изображена равнобедренная трапеция KLMN, с боковыми сторонами KL и MN, с основаниями LM и KN, а также со средней линией HF.

В равнобедренной трапеции боковые стороны равны, углы при основаниях равны. KL = MN, ∠LKN = ∠MNK, ∠KLM = ∠NML.
Чтобы найти среднюю линию в равнобедренной трапеции достаточно знать только одну из боковых сторон.

Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Смотреть картинку Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Картинка про Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция. Фото Что такое равнобедренная и прямоугольная трапеция

В прямоугольной трапеции у одной из боковых сторон есть прямой угол, или же по другом сказать — только одна боковая сторона перпендикулярна одному из оснований.
∠NMP — прямой угол.

Источник

Геометрия

Именная карта банка для детей
с крутым дизайном, +200 бонусов

Закажи свою собственную карту банка и получи бонусы

План урока:

Трапеция

Рассмотрим четырехуг-к, у которого параллельны только две стороны, а две оставшиеся не параллельны. Такая фигура именуется трапецией.

На рисунке трапеция выглядит следующим образом:

Параллельные стороны именуются основаниями трапеции, а другие две – это боковые стороны.

Обратите особое внимание на то, что одно из оснований всегда больше второго основания. Действительно, если бы основания имели одинаковую длину, то получился бы четырехуг-к, у которого две противоположные стороны и равны, и параллельны. Однако это уже один из признаков параллелограмма, а параллелограмм никак не может быть трапецией.

Иногда полезно представлять трапецию как усеченный треуг-к. Действительно, если в треугольнике провести линию, параллельную одной из сторон и пересекающую две остальные стороны, то она как бы «отсечет» верхушку этого треуг-ка, и получится трапеция. И наоборот, любую заданную трапецию можно достроить до треугольника:

Сумма всех 4 углов трапеции составляет, как и у любого четырехугольника, 360°.

Задание. Известно, что у трапеции АВСD АD||ВС, ∠А = 36°, ∠С = 117°. Найдите∠В и D.

Решение: АВ можно рассматривать как секущую параллельных прямых ВС и АD. Но тогда∠А и ∠В будут являться односторонними, а их сумма будет равна 180°. Отсюда можно найти ∠В:

Аналогично, рассматривая в качестве секущей СD, можно найти и ∠D, который вместе с∠С является односторонним:

Средняя линия трапеции

Если отметить середину каждой из боковых сторон трапеции, а потом соединить эти середины, то получится отрезок, именуемый средней линией трапеции.

Докажем важную теорему, связанную со средней линией:

Для этого изучим трапецию АВСD, у которой боковые стороны – это АВ и CD. Пусть М – середина АВ. Проведем через М прямую, параллельную основаниям, которая пересечет СD в точке N. По теореме Фалеса параллельные друг другу прямые АD, МN и ВС отсекут на прямой СD равные отрезки, то есть СN = ND. Но это означает, что N– середина CD, а тогда MN – средняя линия (согласно ее определению). Естественно, что в трапеции возможно построить только одну среднюю линию, а значит, средняя линия МN параллельна каждому из оснований.

Прямоугольная и равнобедренная трапеция

Существует два частных вида трапеции, обладающих особыми свойствами. Первый из них – это прямоугольная трапеция. Она отличается тем, что один из ее углов равен 90°.

Здесь∠А = 90°. Легко догадаться, что на самом деле если у трапеции хоть один угол составляет 90°, то найдется и ещё один угол, также равный 90°. В данном случае это ∠В. Сумма ∠A и ∠D должна составлять 180°, ведь они односторонние. Именно поэтому из условия

Задание. Основания прямоугольной трапеции имеют длину 10 и 15 см, а один из углов составляет 45°. Вычислите длину ее наименьшей боковой стороны?

Пусть основания заданной трапеции – это отрезки АD и ВС, ∠А = 45°, ∠D = ∠C = 90°. Опустим из точки В перпендикуляр ВН на АD:

Очевидно, что ВН||CD, ведь эти отрезки перпендикулярны одной прямой АD. Получается, что в четырехуг-ке НВСD противоположные стороны попарно параллельны, то есть он является параллелограммом. Отсюда вытекает равенство его сторон:

Нашли СD, но является ли этот отрезок именно меньшей боковой стороной трапеции? Для ответа на этот вопрос вернемся к ∆АВН. В нем АВ – это гипотенуза, а потому она заведомо больше катета ВН, то есть больше 5 см. Значит, именно CD – это меньшая боковая сторона.

Ещё один особый вид трапеции – равнобедренная трапеция. Она отличается тем, что у неё длины боковых сторон одинаковы.

Равнобедренная трапеция обладает рядом интересных свойств. Начнем с того, что углы при каждом из ее оснований равны.

В итоге мы получили четырехуг-к АВСН, в котором АВ||CН, ВС||АН. Это значит, что он является параллелограммом, и тогда

Отсюда сразу же вытекает и второе свойство равнобедренной трапеции – у неё равные диагонали.

Действительно, треуг-ки ∆АВD и ∆АСD равны, ведь

Оказывается, есть признаки, которые позволяют определить, является ли трапеция равнобедренной. Сформулируем первый из них:

Для доказательства снова построим в трапеции АВСD такую прямую СН, что СН||АВ:

Несколько сложнее доказать другую теорему:

Пусть в трапеции АВCD одинаковы диагонали ВD и АС. Для определенности будем считать, что большее основание – это АD. Опустим из точек В и С перпендикуляры ВЕ и СF на АD:

Ясно, что эти перпендикуляры параллельны друг другу, ведь они перпендикулярны третьей прямой. Тогда в ВСFЕ противоположные стороны параллельны, то есть эта фигура – параллелограмм. Отсюда вытекает, что

Далее рассмотрим ∆ВЕD и ∆АСF. Они оба являются прямоугольными, у них одинаковы гипотенузы (АС = ВD), а также и катеты ВЕ и СF. Значит, эти треуг-ки равны, следовательно,

Задание. Один из углов равнобедренной трапеции составляет 55°. Найдите все остальные углы этой трапеции.

Решение. Проще всего найти ∠D, ведь углы при основании равнобедренной трапеции одинаковы:

Заметим одно важное обстоятельство. Если достроить равнобедренную трапецию до треугольника, продолжив ее боковые стороны, то получится равнобедренный треуг-к:

Действительно, если АВСD – равнобедренная трапеция, то

Пусть продолжения боковых сторон пересеклись в некоторой точке Е. Тогда в ∆АЕD два угла, ∠А и ∠D, окажутся равными, следовательно, ∆АЕD– равнобедренный.

Прямоугольник

Следующим особым четырехугольником является прямоугольник (иногда его сокращенно обозначают как прямоуг-к). Его отличительный признак заключается в том, что все его углы – прямые.

Продемонстрируем несколько прямоугольников:

Очевидно, что у прямоуг-ка противоположные стороны параллельны, ведь они перпендикулярны одной и той же прямой. Следовательно, всякий прямоуг-к одновременно является параллелограммом и обладает всеми его свойствами. Стоит особо отметить, что обратное утверждение неверно – отнюдь не всякий параллелограмм является прямоугольником. Другими словами, прямоугольник – это частный случай параллелограмма, который отличается тем, что его углы составляют 90°.

Из этого вытекает два свойства прямоугольника:

Однако есть ещё одно свойство, которое НЕ характерно для остальных параллелограммов.

Доказать это очень просто. Пусть есть прямоугольник АВCD:

Сравним ∆АВD и ∆АСD. Они являются прямоугольными, у них есть общий катет АD, а два других катете, АВ и СD, равны как противоположные стороны прямоугольника. Получается, что рассматриваемые треуг-ники равны, и поэтому равны и их гипотенузы, которые как раз и являются диагоналями прямоугольника.

Оказывается, верна и обратная теорема, которую называют признаком прямоугольника:

Действительно, пусть есть некоторый параллелограмм АВCD, у которого одинаковы диагонали АС и BD.

Противоположные стороны в одном параллелограмме одинаковы:

В итоге все углы АВСD оказываются прямыми, и эта фигура по определению оказывается прямоуг-ком.

Задание. В прямоуг-ке ABCD проведена биссектриса, которая делит сторону СD на отрезки СК и КD длиной 27 и 45 см соответственно. Найдите периметр АВCD.

Решение.Для нахождения периметра необходимо найти длины всех сторон.

Если АК – биссектриса, то

∆КАD является прямоугольным, и мы только что нашли один из его острых углов. Тогда можно найти и 2-ой угол:

Получается, что в ∆АКD два угла равны 45°, значит, он является равнобедренным, и

Мы нашли две смежные стороны прямоугольника, АD и СD. Две другие стороны будут им равны:

Следующая особенная фигура – это ромб. Дадим определение ромба:

На рисунке видно, что ромб похож на параллелограмм, и это не случайно. Докажем, что любой ромб является частным случаем параллелограмма. Но прежде заметим, что обратное утверждение неверно – отнюдь не каждый параллелограмм является ромбом.

Для доказательства этого факта проведем диагональ ромба:

В результате получилось два треуг-ка: ∆АВС и ∆АСD. Можно заметить два факта. Во-первых, каждый из этих треуг-ков – равнобедренный, ведь стороны ромба равны. Тогда можно записать равенство углов:

Из равенства треуг-ков вытекает и равенство углов:

Тогда очевидно, что ∠А и ∠С также равны, ведь они состоят из двух равных углов:

В итоге получается, что в ромбе противоположные углы одинаковы. Зная, что все 4 угла в сумме дают 360°, легко найдем сумму каких-нибудь двух смежных углов:

Итак, сумма смежных углов в ромбе равна 180°. Но эти углы можно рассматривать как односторонние. Если их сумма равна 180°, то и соответствующие прямые (в частности, ВС и АD) параллельны. Аналогично доказывается и то, что АВ||CD. Это и значит, что АВСD– параллелограмм.

Продолжим рассматривать построенный нами рисунок, но добавим в него ещё одну диагональ:

Во-первых, мы уже доказали следующее равенство

Из него вытекает, что диагональ АС является биссектрисой для∠А и ∠С. Аналогично и для диагонали ВD можно показать, что и она разбивает ∠В и ∠D пополам. Можно сформулировать следующее свойство ромба:

Далее рассмотрим ∆АВD. Он равнобедренный, а АО является биссектрисой, падающей на основание ВD. Но в равнобедренном треуг-ке такая биссектриса одновременно является высотой, то есть

Получается, что диагонали всякого ромба обязательно пересекаются под прямым углом.

Задание. Длина стороны ромба совпадает с длиной одной из его диагоналей. Определите углы этого ромба.

Решение. Построим рисунок по условию задачи:

Легко заметить, что∆АВС и ∆АСD будут равносторонними. Однако все углы равностороннего треуг-ка равны 60°:

Итак, два угла ромба будут равны 60°, а другие два 120°.

Квадрат

Последний особый случай четырехугольника – это квадрат. Эта фигура, которая сразу является и прямоугольником, и ромбом. Естественно, что любой квадрат одновременно является параллелограммом. Дадим определение квадрата:

Свойства квадрата – это совокупность свойств параллелограмма, ромба и прямоуг-ка.Это значит, что его диагонали:

Задание. Середины сторон квадрата соединили отрезками. Докажите, что получившаяся фигура также является квадратом.

Решение. Требуется доказать, что фигура, показанная красным цветом, является квадратом:

Так как стороны квадрата одинаковы, то одинаковы и их половины:

Получается, что ∆АМН, ∆МВР, ∆РСК и ∆КНD – прямоугольные, причем у них равны все катеты. Это значит, что, с одной стороны, они являются равнобедренными треуг-ками, а с другой стороны, они равны друг другу. Мы уже знаем, что у равнобедренного прямоугольного треуг-ка углы при основании составляют по 45°, а из равенства треуг-ков вытекает, что

Получается, что у четырехуг-ка МРКН все стороны одинаковы, то есть он является ромбом. Осталось доказать, что все его углы прямые. Рассмотрим, например, ∠РМН. Он в сумме с ∠ВМР и ∠АМН дает 180°, что позволяет вычислить его:

Итак, все углы ромба МРКН прямые, значит, он является квадратом.

Мы видим, что есть множество видов четырехугольников, причем часто одна и та же фигура может относиться сразу к нескольким типам. Для наглядности покажем на одной картинке всю иерархию четырехугольников. Здесь на одном рисунке можно увидеть название всех видов четырехугольников, их форму, также главное свойство, по которым их и определяют:

Симметрия

В заключение рассмотрим также такое важное геометрическое понятие, как симметрия.

В случае, показанном на рисунке,А1 и А2 не лежат на b. Если же рассматривается точка, лежащая на b, то она считается симметричной самой себе. На рисунке пары точек А и B, C и D, M и N симметричны относительно b.Для точки же Р нельзя найти парную ей симметричную точку. Поэтому условно считается, что она симметрична сама себе.

Теперь перейдем к такому понятию, как симметричная фигура.

В качестве иллюстрации приведем равнобедренный треуг-к. У него роль оси симметрии играет медиана, проведенная к основанию. Выберем на треугольнике произвольные точки А1, В1, С1 и D1. Далее отметим симметричные им относительно b точки, которые обозначим как А2, В2, С2 и D2. Видно, что они также принадлежат треугольнику:

Рассмотрим для иллюстрации и какую-нибудь несимметричную фигуру, например, треугольник с 3 разными сторонами:

Видно, что например, для точка А1 симметричная ей А2 НЕ принадлежит треугольнику, поэтому красная линия НЕ является осью симметрии.

Осевая симметрия присуща и многим другим фигурам:

Обратите внимание, что осей симметрии фигуры может быть несколько. У ромба их две (это его диагонали), у квадрата уже четыре (помимо диагоналей добавляются ещё и линии, соединяющие середины его противоположных сторон), а у окружности их и вовсе бесконечно много, так как любой ее диаметр может играть эту роль.

Возможен ещё один случай симметрии:

На приведенном рисунке С – это середина АВ, поэтому А и В симметричны, а точка С для них является центром симметрии.

Снова перейдем от отдельных точек к фигурам.

В частности, центральная симметрия присуща параллелограмму (его центром симметрии будет точка, в которой пересекаются его диагонали), а также окружность. Есть центральная симметрия и у любой прямой, причем в качестве центра симметрии фигуры можно выбрать любую точку, принадлежащую этой прямой:

Симметрия – это не просто умозрительная геометрическая конструкция, она встречается и в реальной жизни. Например, листья многих деревьев обладают осевой симметрией, а зубчатое колесо – центральной симметрией. Интересно, что из 32 выделяемых в царстве животных типов у представителей 28 (это более 99% известных видов) можно выделить правую и левую половину, которые симметричны друг другу. Архитекторы и конструктора при проектировании зданий и машин стремятся придать им симметричную форму, так как в большинстве случаев именно такая форма оказывается оптимальной и экономичной.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *