Copertă

VII.4. Mijlocul Unui Segment. Simetricul Unui Punct Față De Un Punct

Alege rezolvarea exercițiului:

Exercițiul 5

Rezolvare scurtă

a) Construirea punctului C

\( C \) este simetricul lui \( A \) față de \( O \implies O \) este mijlocul segmentului \( AC \). Poziția \( A \) față de \( O \): 3 unități stânga, 2 unități sus. Poziția \( C \) față de \( O \): 3 unități dreapta, 2 unități jos.

b) Construirea punctului D

\( D \) este simetricul lui \( B \) față de \( O \implies O \) este mijlocul segmentului \( BD \). Poziția \( B \) față de \( O \): 3 unități dreapta, 2 unități sus. Poziția \( D \) față de \( O \): 3 unități stânga, 2 unități jos.

c) Construirea segmentelor

Trasăm segmentele prin unirea punctelor determinate: \( AB, BO, OC, CD \). Pe desenul anterior, adaugă punctul C la 3 pătrățele la dreapta și 2 în jos față de O. Adaugă punctul D la 3 pătrățele la stânga și 2 în jos față de O. Trasează cu rigla segmentele AB, BO, OC și CD. Figura rezultată va arăta ca două triunghiuri (ABO și CDO) care se ating în vârful comun O.

Rezolvare detaliată

Pasul 1: Analiza figurii inițiale

Figura reprezintă o rețea de pătrățele în care sunt marcate trei puncte: \( A \), \( B \) și \( O \). 1. Observăm poziția punctului \( A \) față de \( O \): Punctul \( A \) se află la 3 pătrățele la stânga și 2 pătrățele în sus față de punctul \( O \). 2. Observăm poziția punctului \( B \) față de \( O \): Punctul \( B \) se află la 3 pătrățele la dreapta și 2 pătrățele în sus față de punctul \( O \).
Desenează un sistem de coordonate bazat pe pătrățele. Marchează punctul O. Numără 3 pătrățele spre stânga și 2 în sus pentru a pune punctul A. Numără 3 pătrățele spre dreapta și 2 în sus pentru a pune punctul B. Aceasta este figura de pornire.

Pasul 2: Construirea simetricului punctului A față de O (Punctul C)

Conform definiției, dacă \( C \) este simetricul lui \( A \) față de \( O \), atunci punctul \( O \) este mijlocul segmentului \( AC \). 1. Trasăm semidreapta \( [AO \). 2. Deoarece de la \( A \) la \( O \) am mers 3 pătrățele la dreapta și 2 în jos, vom continua din \( O \) în aceeași direcție: încă 3 pătrățele la dreapta și 2 în jos. 3. Marcăm punctul \( C \). Acesta se va afla pe aceeași dreaptă cu \( A \) și \( O \), iar \( AO = OC \).

Pasul 3: Construirea simetricului punctului B față de O (Punctul D)

Dacă \( D \) este simetricul lui \( B \) față de \( O \), atunci \( O \) este mijlocul segmentului \( BD \). 1. Trasăm semidreapta \( [BO \). 2. Deoarece de la \( B \) la \( O \) am mers 3 pătrățele la stânga și 2 în jos, vom continua din \( O \) în aceeași direcție: încă 3 pătrățele la stânga și 2 în jos. 3. Marcăm punctul \( D \). Acesta se va afla pe aceeași dreaptă cu \( B \) și \( O \), iar \( BO = OD \).

Pasul 4: Trasarea segmentelor cerute

După ce am determinat pozițiile punctelor \( C \) și \( D \), folosim rigla pentru a uni punctele conform cerinței: 1. Unim \( A \) cu \( B \) pentru a obține segmentul \( AB \). 2. Unim \( B \) cu \( O \) pentru a obține segmentul \( BO \). 3. Unim \( O \) cu \( C \) pentru a obține segmentul \( OC \). 4. Unim \( C \) con \( D \) pentru a obține segmentul \( CD \).
Pe desenul anterior, adaugă punctul C la 3 pătrățele la dreapta și 2 în jos față de O. Adaugă punctul D la 3 pătrățele la stânga și 2 în jos față de O. Trasează cu rigla segmentele AB, BO, OC și CD. Figura rezultată va arăta ca două triunghiuri (ABO și CDO) care se ating în vârful comun O.

Rezolvare pe scurt:

a) \( C \) simetricul lui \( A \) față de \( O \implies O \in [AC] \) și \( AO = OC \). b) \( D \) simetricul lui \( B \) față de \( O \implies O \in [BD] \) și \( BO = OD \). c) Se trasează segmentele \( AB, BO, OC, CD \).

Cele mai importante aspecte ale lecției

Mijlocul unui segment: Punctul unic interior care împarte un segment în două segmente congruente (\( AM = MB = \frac{AB}{2} \)).
Simetricul unui punct: \( \text{sim}_M A = B \) înseamnă că punctul \( M \) devine mijlocul segmentului \( AB \). În acest caz, distanțele de la centrul de simetrie \( M \) la cele două puncte simetrice \( A \) și \( B \) sunt egale (\( AM = MB \)).
Mijlocul unui segment este un punct unic, interior segmentului, care împarte segmentul în două segmente congruente (egale).
\( M \text{ este mijlocul segmentului } AB \Leftrightarrow M \in AB \text{ și } AM = MB = \frac{AB}{2} \)
Segmentul orizontal AB cu punctul M poziționat exact la mijloc. Segmentele AM și MB sunt marcate fiecare cu o tăietură (o mică linie oblică) pentru a arăta că sunt congruente.
Marcajele identice (de exemplu, două liniuțe oblice sau un punct gros) aplicate pe segmente diferite în desenele geometrice sunt utilizate pentru a evidenția faptul că acele segmente au lungimi egale (sunt congruente).
Dacă lungimea segmentului \( AB \) este de \( 10\text{ cm} \) și punctul \( M \) este mijlocul său, aflați lungimea segmentului \( AM \).
Deoarece \( M \) este mijlocul segmentului \( AB \), lungimea segmentului \( AM \) este jumătate din lungimea întregului segment: \[ AM = \frac{AB}{2} = \frac{10}{2} = 5\text{ cm} \]
1. Măsurăm cu rigla lungimea segmentului (de exemplu, \( MN = 6\text{ cm} \)).
2. Împărțim această lungime la 2 (\( 6 : 2 = 3\text{ cm} \)).
3. Fixăm pe segment punctul \( O \) în dreptul diviziunii de \( 3\text{ cm} \). Punctul \( O \) este mijlocul segmentului \( MN \).
1. Așezăm acul compasului în capătul \( M \) și fixăm o deschidere mai mare decât jumătatea estimată a segmentului.
2. Trasăm două arce de cerc (unul deasupra și unul dedesubtul segmentului).
3. Păstrând aceeași deschidere, punem acul compasului în celălalt capăt, \( N \), și trasăm alte două arce care să le intersecteze pe primele în punctele \( A \) (sus) și \( B \) (jos).
4. Unim punctele \( A \) și \( B \) printr-o dreaptă. Intersecția acestei drepte cu segmentul \( MN \) reprezintă mijlocul acestuia.
Prin simetricul unui punct \( A \) față de un punct \( M \) înțelegem un punct \( B \) aflat în prelungirea segmentului \( AM \), astfel încât punctul \( M \) este mijlocul segmentului \( AB \).
\( \text{sim}_M A = B \Leftrightarrow M \text{ este mijlocul segmentului } AB \Leftrightarrow AM = MB = \frac{AB}{2} \)
Trei puncte coliniare A, M și B, în această ordine. Punctul M este mijlocul segmentului AB, iar distanța AM este egală cu distanța MB. Sub desen este scris: sim_M A = B.
Cum se construiește simetricul unui punct \( P \) față de un punct \( Q \)?
Pentru a construi simetricul lui \( P \) față de \( Q \) (notat cu \( R \)):
  1. Trasăm semidreapta \( [PQ \) și o prelungim dincolo de punctul \( Q \).
  2. Măsurăm distanța \( PQ \) cu rigla sau o luăm în deschiderea compasului.
  3. Purtăm această distanță pe prelungirea semidreptei, dincolo de \( Q \), pentru a obține punctul \( R \), astfel încât \( QR = PQ \).
Punctul \( R \) va fi simetricul lui \( P \) față de \( Q \), iar \( Q \) este mijlocul segmentului \( PR \).

Probleme propuse

Problema 1 (Ușoară): Pe o dreaptă se consideră punctele \( A \), \( B \) și \( C \), în această ordine, astfel încât \( AB = 12\text{ cm} \) și \( BC = 8\text{ cm} \). Dacă \( M \) este mijlocul segmentului \( BC \), calculați lungimea segmentului \( AM \).
Deoarece \( M \) este mijlocul segmentului \( BC \), avem: \[ BM = MC = \frac{BC}{2} = \frac{8}{2} = 4\text{ cm} \] Punctele fiind coliniare în ordinea \( A - B - M - C \), lungimea segmentului \( AM \) este suma lungimilor segmentelor \( AB \) și \( BM \): \[ AM = AB + BM = 12 + 4 = 16\text{ cm} \] Răspuns: \( AM = 16\text{ cm} \)
Problema 2 (Medie): Fie \( M \), \( N \) și \( P \) trei puncte coliniare în această ordine. Știind că \( N \) este mijlocul segmentului \( MP \) și \( NP = 6,5\text{ cm} \), calculați lungimea segmentelor \( MN \) și \( MP \).
Deoarece \( N \) este mijlocul segmentului \( MP \), segmentele determinate de acesta sunt congruente: \[ MN = NP = 6,5\text{ cm} \] Lungimea întregului segment \( MP \) este suma celor două părți egale: \[ MP = MN + NP = 6,5 + 6,5 = 13\text{ cm} \] (sau \( MP = 2 \cdot NP = 2 \cdot 6,5 = 13\text{ cm} \)).
Răspuns: \( MN = 6,5\text{ cm} \), \( MP = 13\text{ cm} \)
Problema 3 (Dificilă): Se consideră un segment \( AB \) cu lungimea de \( 6\text{ cm} \) și fie \( M \) mijlocul acestuia. Construiți punctul \( N \), simetricul punctului \( M \) față de punctul \( B \).
a) Calculați lungimea segmentului \( AN \).
b) Ce puteți afirma despre segmentele \( MB \) și \( BN \)? Justificați răspunsul.
a) Din ipoteză, \( M \) este mijlocul lui \( AB \), deci: \[ AM = MB = \frac{AB}{2} = \frac{6}{2} = 3\text{ cm} \] Punctul \( N \) este simetricul lui \( M \) față de \( B \), ceea ce înseamnă că \( B \) este mijlocul segmentului \( MN \). Prin urmare: \[ MB = BN = 3\text{ cm} \] Punctele sunt coliniare în ordinea \( A - M - B - N \). Lungimea segmentului \( AN \) este: \[ AN = AB + BN = 6 + 3 = 9\text{ cm} \]
b) Deoarece \( B \) este mijlocul segmentului \( MN \), segmentele \( MB \) și \( BN \) au lungimi egale (\( MB = BN = 3\text{ cm} \)). Prin urmare, segmentele \( MB \) și \( BN \) sunt congruente (\( MB \equiv BN \)).
Răspuns: a) \( AN = 9\text{ cm} \); b) Segmentele sunt congruente deoarece au lungimi egale de \( 3\text{ cm} \).

Învinge
tema
cu mii de rezolvări, lecții și teste: