Lecția VI.15 conține următoarele grupuri de exerciții:

Alege rezolvarea exercițiului:

Exercițiul 1 (gratuit)

Rezolvare scurtă

a)
Cazul CC (Catetă-Catetă)
\( \text{Pasul 1: Se construiește } \measuredangle XAY = 90^{\circ}. \) \( \text{Pasul 2: Pe semidreapta } [AX \text{ se măsoară } AB = 8 \text{ cm.} \) \( \text{Pasul 3: Pe semidreapta } [AY \text{ se măsoară } AC = 6 \text{ cm.} \) \( \text{Pasul 4: Se trasează ipotenuza } [BC]. \)
b)
Cazul IU (Ipotenuză-Unghi)
\( \text{Pasul 1: Se construiește segmentul } [BC] = 6 \text{ cm.} \) \( \text{Pasul 2: Se construiește unghiul } \measuredangle BCZ = 40^{\circ}. \) \( \text{Pasul 3: Din punctul } B \text{ se duce perpendiculara pe semidreapta } [CZ. \) \( \text{Pasul 4: } \{A\} = [CZ \cap \text{perpendiculara din } B. \)

Rezolvare detaliată

a) \( \measuredangle A = 90^\circ \), \( AB = 8 \text{ cm} \), \( AC = 6 \text{ cm} \)

Analiza problemei

Avem un triunghi dreptunghic în care cunoaștem lungimile celor două catete, \( AB \) și \( AC \), și măsura unghiului drept dintre ele. Acesta este cazul de construcție Catetă-Catetă (CC), care derivă din cazul general Latură-Unghi-Latură (LUL).

Pașii construcției


1. Folosind rigla și echerul (sau raportorul), desenează două semidrepte perpendiculare cu originea comună în punctul A. 2. Pe una dintre semidrepte, măsoară cu rigla o distanță de 8 cm de la punctul A și notează acest punct cu B. 3. Pe cealaltă semidreaptă, măsoară o distanță de 6 cm de la punctul A și notează acest punct cu C. 4. Unește punctele B și C cu un segment pentru a obține ipotenuza triunghiului.
1. **Construcția unghiului drept:** Se desenează un unghi drept cu vârful în punctul \( A \), folosind echerul sau raportorul. Obținem semidreptele perpendiculare \( [AX \) și \( [AY \). 2. **Determinarea vârfului B:** Pe semidreapta \( [AX \), se măsoară segmentul \( AB = 8 \text{ cm} \) și se marchează punctul \( B \). 3. **Determinarea vârfului C:** Pe semidreapta \( [AY \), se măsoară segmentul \( AC = 6 \text{ cm} \) și se marchează punctul \( C \). 4. **Finalizarea triunghiului:** Se trasează segmentul \( [BC] \). Triunghiul \( ABC \) este dreptunghic în \( A \).

b) \( \measuredangle A = 90^\circ \), \( BC = 6 \text{ cm} \), \( \measuredangle C = 40^\circ \)

Analiza problemei

Avem un triunghi dreptunghic în care cunoaștem lungimea ipotenuzei \( BC \) și măsura unui unghi ascuțit \( \measuredangle C \). Acesta este cazul de construcție Ipotenuză-Unghi (IU).

Pașii construcției


1. Desenează segmentul BC cu lungimea de 6 cm folosind rigla gradată. 2. Pune centrul raportorului în punctul C și măsoară un unghi de 40 de grade față de segmentul CB. Trasează semidreapta CZ. 3. Din punctul B, trebuie să construiești o perpendiculară pe semidreapta CZ. Folosește echerul pentru a găsi punctul pe CZ care formează un unghi de 90 de grade cu vârful în A. 4. Punctul de intersecție este vârful A.
1. **Construcția ipotenuzei:** Se trasează segmentul \( [BC] \) cu lungimea de \( 6 \text{ cm} \). 2. **Construcția unghiului ascuțit:** În punctul \( C \), folosind raportorul, se construiește un unghi de \( 40^\circ \) față de segmentul \( [CB] \). Notăm semidreapta rezultată cu \( [CZ \). 3. **Determinarea vârfului A:** Din vârful \( B \), se duce perpendiculara pe semidreapta \( [CZ \). Punctul de intersecție al perpendicularei cu semidreapta este vârful \( A \). 4. **Finalizarea triunghiului:** Se verifică dacă unghiul \( \measuredangle BAC \) are \( 90^\circ \). Triunghiul este cel căutat.

Rezolvare scurtă:

a)

\( \measuredangle A = 90^{\circ}, AB = 8 \text{ cm}, AC = 6 \text{ cm} \) \( \text{1. } \measuredangle A = 90^{\circ} \text{ (echer)} \) \( \text{2. } A \in [AX, AB = 8 \text{ cm} \) \( \text{3. } A \in [AY, AC = 6 \text{ cm} \) \( \text{4. Uniți } B \text{ cu } C. \)

b)

\( \measuredangle A = 90^{\circ}, BC = 6 \text{ cm}, \measuredangle C = 40^{\circ} \) \( \text{1. } BC = 6 \text{ cm} \) \( \text{2. } \measuredangle BCZ = 40^{\circ} \text{ (raportor)} \) \( \text{3. } BA \perp CZ, A \in [CZ \text{ (echer)} \) \( \text{4. Triunghiul este } ABC. \)

Cele mai importante aspecte ale lecției

  • T. Pitagora: \( \text{Catetă}^2 + \text{Catetă}^2 = \text{Ipotenuză}^2 \). Te ajută să afli o latură necunoscută când le știi pe celelalte două.
  • T. Medianei: Mediana care cade pe ipotenuză este jumătate din ipotenuză. (ex: Ipotenuză de 10 cm \(\rightarrow\) Mediana de 5 cm).
  • T. 30°–60°–90°: Cateta de vizavi de unghiul de \( 30^\circ \) este jumătate din ipotenuză. (ex: Ipotenuză de 20 cm \(\rightarrow\) Cateta opusă de 10 cm).
  • Centrul cercului: Mijlocul ipotenuzei este centrul cercului circumscris, iar raza cercului este egală cu lungimea medianei.
Teorema medianei: Dacă un triunghi este dreptunghic, atunci lungimea medianei corespunzătoare ipotenuzei este egală cu jumătate din lungimea ipotenuzei.
În \( \Delta ABC \) cu \( \measuredangle A = 90^\circ \) și \( M \in BC \) (unde \( BM = MC \)): \[ AM = \frac{BC}{2} \]
Un triunghi dreptunghic ABC (cu unghiul drept în A) și mediana AM trasată către ipotenuza BC. Punctul M se află la mijlocul lui BC. Sunt marcate segmentele congruente: AM = BM = MC.
Reciproca teoremei medianei: Dacă într-un triunghi lungimea unei mediane este egală cu jumătate din lungimea laturii pe care cade, atunci triunghiul este dreptunghic (având unghiul drept opus acelei laturi).
Într-un triunghi dreptunghic \( ABC \) cu \( \measuredangle A = 90^\circ \), lungimea ipotenuzei \( BC \) este de \( 14 \text{ cm} \). Calculați lungimea medianei \( AM \).
Conform teoremei medianei, \( AM = \frac{BC}{2} \).
\( AM = \frac{14}{2} = 7 \text{ cm} \).
Teorema 30°–60°–90°: Într-un triunghi dreptunghic care are un unghi cu măsura de \( 30^\circ \), lungimea catetei care se opune acestui unghi este egală cu jumătate din lungimea ipotenuzei.
Un triunghi dreptunghic cu un unghi de 30 de grade și un unghi de 60 de grade. Cateta opusă unghiului de 30 de grade este evidențiată ca fiind vizibil la jumătate din lungimea ipotenuzei.
Reciproca teoremei 30°–60°–90°: Dacă într-un triunghi dreptunghic lungimea unei catete este jumătate din lungimea ipotenuzei, atunci măsura unghiului opus acelei catete este egală cu \( 30^\circ \).
Fie \( \Delta ABC \) dreptunghic în \( A \), cu \( \measuredangle C = 30^\circ \). Dacă ipotenuza \( BC = 18 \text{ cm} \), aflați lungimea catetei \( AB \).
Deoarece \( AB \) este cateta opusă unghiului de \( 30^\circ \) (adică \( \measuredangle C \)), aplicăm teorema 30°–60°–90°:
\( AB = \frac{BC}{2} = \frac{18}{2} = 9 \text{ cm} \).
Teorema lui Pitagora: Într-un triunghi dreptunghic, pătratul lungimii ipotenuzei este egal cu suma pătratelor lungimilor catetelor.
Dacă \( \Delta ABC \) este dreptunghic cu \( \measuredangle A = 90^\circ \): \[ BC^2 = AB^2 + AC^2 \] Sau, notând laturile cu \( a \) (ipotenuza), \( b \), \( c \) (catetele): \[ a^2 = b^2 + c^2 \]
Numere pitagoreice: Orice triplet de numere naturale \( (a, b, c) \) care respectă relația \( a^2 + b^2 = c^2 \). Acestea pot reprezenta laturile unui triunghi dreptunghic.
Cel mai cunoscut triplet pitagoreic este (3, 4, 5), deoarece \( 3^2 + 4^2 = 9 + 16 = 25 \), iar \( 5^2 = 25 \).
Multiplii acestor numere formează, de asemenea, triplete pitagoreice (ex: înmulțind cu 2, obținem \( 6, 8, 10 \)). Alte triplete comune: \( (5, 12, 13) \), \( (8, 15, 17) \).
Într-un triunghi dreptunghic, catetele au lungimile \( AB = 5 \text{ cm} \) și \( AC = 12 \text{ cm} \). Calculați lungimea ipotenuzei \( BC \).
Aplicăm Teorema lui Pitagora:
\( BC^2 = AB^2 + AC^2 \)
\( BC^2 = 5^2 + 12^2 \)
\( BC^2 = 25 + 144 = 169 \)
\( BC = \sqrt{169} = 13 \text{ cm} \).
Centrul cercului circumscris unui triunghi dreptunghic se află exact în mijlocul ipotenuzei.
Deoarece centrul se află la mijlocul ipotenuzei, raza cercului circumscris este jumătate din ipotenuză. Aceasta este o consecință directă a Teoremei medianei (mediana, fiind egală cu jumătate din ipotenuză, este echivalentă cu raza acestui cerc).

Probleme practice

Ușoară: Verificați dacă un triunghi cu laturile de \( 8 \text{ cm} \), \( 15 \text{ cm} \) și \( 17 \text{ cm} \) este un triunghi dreptunghic.
Pasul 1: Identificăm latura cea mai lungă, care ar trebui să fie ipotenuza (17).
Pasul 2: Verificăm dacă relația lui Pitagora este adevărată: \( 8^2 + 15^2 = 17^2 \).
\( 64 + 225 = 289 \)
\( 289 = 289 \)
Răspuns: Deoarece egalitatea se verifică (triplet pitagoreic), triunghiul este dreptunghic.
Medie: Fie \( \Delta MNP \) dreptunghic în \( M \), cu \( \measuredangle P = 30^\circ \). Se știe că latura \( MN = 7 \text{ cm} \). Calculați lungimea ipotenuzei \( NP \) și a medianei corespunzătoare acesteia, notată \( MQ \) (unde \( Q \) este mijlocul lui \( NP \)).
Pasul 1: Deoarece \( \measuredangle P = 30^\circ \), cateta opusă acestuia este \( MN \). Conform teoremei 30°–60°–90°, cateta opusă unghiului de \( 30^\circ \) este jumătate din ipotenuză:
\( MN = \frac{NP}{2} \Rightarrow 7 = \frac{NP}{2} \Rightarrow NP = 14 \text{ cm} \).
Pasul 2: Mediana \( MQ \) corespunde ipotenuzei \( NP \). Conform teoremei medianei, \( MQ = \frac{NP}{2} \).
\( MQ = \frac{14}{2} = 7 \text{ cm} \).
Răspuns: \( NP = 14 \text{ cm} \); \( MQ = 7 \text{ cm} \).
Dificilă: Într-un triunghi dreptunghic \( ABC \) (\( \measuredangle A = 90^\circ \)), se trasează înălțimea \( AH \perp BC \) (\( H \in BC \)). Se cunoaște că \( \measuredangle C = 30^\circ \) și ipotenuza \( BC = 24 \text{ cm} \). Calculați lungimea segmentelor \( AB \), \( AH \) și \( BH \).
Calcul \( AB \): În \( \Delta ABC \), aplicăm teorema 30°–60°–90°:
\( AB = \frac{BC}{2} = \frac{24}{2} = 12 \text{ cm} \).
Calcul \( AH \): Analizăm \( \Delta AHC \) (dreptunghic în \( H \), deoarece \( AH \) e înălțime). Suma unghiurilor în \( \Delta ABC \) ne dă \( \measuredangle B = 180^\circ - 90^\circ - 30^\circ = 60^\circ \).
Ne mutăm în \( \Delta AHB \) (dreptunghic în \( H \)). \( \measuredangle B = 60^\circ \Rightarrow \measuredangle BAH = 30^\circ \).
Calcul \( BH \): În \( \Delta AHB \), latura opusă unghiului de \( 30^\circ \) (\( \measuredangle BAH \)) este \( BH \). Ipotenuza acestui triunghi mic este \( AB \) (pe care am aflat-o ca fiind \( 12 \text{ cm} \)).
\( BH = \frac{AB}{2} = \frac{12}{2} = 6 \text{ cm} \).
(Opțional) Calcul \( AH \): Aplicăm Pitagora în \( \Delta AHB \): \( AH^2 = AB^2 - BH^2 = 12^2 - 6^2 = 144 - 36 = 108 \Rightarrow AH = \sqrt{108} = 6\sqrt{3} \text{ cm} \).

Învinge
tema
cu mii de rezolvări, lecții și teste: