Lecția VI.4 conține următoarele grupuri de exerciții:

Alege rezolvarea exercițiului:

Exercițiul 1 (gratuit)

Rezolvare scurtă

a)
\( AD \cap BE \cap CF = \{I\} \) Punctul \( I \) este intersecția bisectoarelor, deci \( AD \) este bisectoare. Răspuns: A
b)
\( I \) este punctul de intersecție al bisectoarelor \( \triangle ABC \). Prin definiție, \( I \) este centrul cercului înscris. Răspuns: A
c)
Bisectoarele sunt concurente în \( I \). Rezultă că bisectoarea unghiului \( ABC \) trece prin \( I \). Răspuns: A
d)
Proprietatea bisectoarelor: sunt întotdeauna concurente. Afirmația "nu sunt concurente" este falsă. Răspuns: F
e)
\( T \) este punct de tangență pe latura \( BC \). \( IT \perp BC \) și \( T \) se află pe cerc, deci \( IT = r \). Răspuns: A
f)
\( \sphericalangle BIC = 90^\circ + \frac{\sphericalangle BAC}{2} \neq \frac{\sphericalangle BAC}{2} \) Relația \( \sphericalangle BAC = 2 \cdot \sphericalangle BIC \) este falsă. Răspuns: F

Rezolvare detaliată

Analiza configurației geometrice

Din figura atașată, observăm un triunghi \( ABC \) în care sunt trasate semidrepte din vârfurile \( A \), \( B \) și \( C \). Ni se specifică faptul că unghiurile marcate la fel sunt congruente.

Evaluarea punctului a)

Observăm marcajele unghiurilor din vârful \( A \). Unghiurile \( \sphericalangle BAE \) și \( \sphericalangle CAE \) nu sunt marcate ca fiind egale (doar \( \sphericalangle BAF \) și \( \sphericalangle CAD \) par a fi simetrice față de o axă centrală, dar semidreapta \( AD \) nu împarte unghiul \( \sphericalangle BAC \) în două părți egale conform semnelor). Mai mult, în desen, bisectoarea unghiului \( A \) trece prin punctul \( I \), iar segmentul \( AD \) trece prin \( I \) doar dacă \( D \) este piciorul bisectoarei. Totuși, marcajele de congruență sunt pe segmentele care trec prin \( I \). Dacă \( AD \) trece prin \( I \), ea este bisectoare. Analizând vizual, \( AD \) este într-adevăr linia care pleacă din vârful \( A \) și trece prin centrul \( I \). Afirmația a) este Adevărată (A).

Evaluarea punctului b)

În figură, punctul \( I \) este punctul de intersecție al celor trei linii care împart unghiurile în părți egale (bisectoarele). De asemenea, vedem un cerc înscris în triunghi, iar \( I \) este centrul acestui cerc. Prin definiție, punctul de intersecție al bisectoarelor este centrul cercului înscris. Afirmația b) este Adevărată (A).

Evaluarea punctului c)

Deoarece \( I \) este centrul cercului înscris (punctul de intersecție a bisectoarelor), înseamnă că orice bisectoare a unghiurilor triunghiului trebuie să treacă prin acest punct. Astfel, bisectoarea unghiului \( ABC \) conține punctul \( I \). Afirmația c) este Adevărată (A).

Evaluarea punctului d)

O proprietate fundamentală a oricărui triunghi este că bisectoarele unghiurilor sale sunt întotdeauna concurente într-un punct numit incentru (\( I \)). Afirmația spune că nu sunt concurente, ceea ce contrazice geometria triunghiului. Afirmația d) este Falsă (F).

Evaluarea punctului e)

În desen, \( T \) este punctul de tangență al cercului înscris cu latura \( BC \). Raza cercului înscris este distanța de la centru la orice punct de tangență de pe laturi. Segmentul \( IT \) unește centrul cu un punct de pe cerc situat pe latură, deci este rază. Afirmația e) este Adevărată (A).

Evaluarea punctului f)

Relația dintre unghiul format de bisectoare (\( \sphericalangle BIC \)) și unghiul opus (\( \sphericalangle BAC \)) într-un triunghi este: \[ \sphericalangle BIC = 90^\circ + \frac{\sphericalangle BAC}{2} \] Aceasta nu este egală cu \( \sphericalangle BAC = 2 \cdot \sphericalangle BIC \). De exemplu, dacă \( \sphericalangle BAC = 60^\circ \), atunci \( \sphericalangle BIC = 90^\circ + 30^\circ = 120^\circ \), în timp ce \( 2 \cdot 120^\circ = 240^\circ \). Afirmația f) este Falsă (F).

Rezolvare scurtă:

a) AD conține I (intersecția bisectoarelor) \(\implies\) A b) I = intersecția bisectoarelor \(\implies\) incentru \(\implies\) A c) I aparține tuturor bisectoarelor \(\implies\) A d) Bisectoarele sunt mereu concurente în I \(\implies\) F e) T este pe cerc, I este centrul \(\implies\) IT = rază \(\implies\) A f) \(\sphericalangle BIC = 90^\circ + \frac{\hat{A}}{2} \implies \hat{A} \neq 2 \cdot \sphericalangle BIC\) \(\implies\) F

Cele mai importante aspecte ale lecției

  • Bisectoarele unghiurilor unui triunghi se intersectează întotdeauna într-un singur punct (\( I \)).
  • Punctul \( I \) se numește centrul cercului înscris în triunghi.
  • Punctul de intersecție este egal depărtat de toate cele trei laturi ale triunghiului, distanța fiind egală cu raza (\( r \)) cercului înscris.
  • Pentru a afla măsura unui unghi al triunghiului cunoscând unghiul format de bisectoare, înmulțim acel unghi cu 2 (Ex: \( \sphericalangle ABC = 2 \cdot \sphericalangle IBC \)).
Bisectoarea într-un triunghi este bisectoarea unuia dintre unghiurile interioare ale triunghiului. Deoarece un triunghi are trei unghiuri, acesta are trei bisectoare.
Axa de simetrie a oricărui unghi este însăși bisectoarea acelui unghi, deoarece îl împarte în două unghiuri cu măsuri egale.
Dacă semidreapta \( AD \) este bisectoarea unghiului \( \sphericalangle BAC \) dintr-un triunghi \( ABC \), iar \( \sphericalangle BAD = 25^{\circ} \), atunci și \( \sphericalangle CAD = 25^{\circ} \), ceea ce înseamnă că măsura întregului unghi este \( \sphericalangle BAC = 50^{\circ} \).
Bisectoarele oricărui triunghi sunt concurente (se intersectează) într-un singur punct. Acest punct se notează, de regulă, cu \( I \).
Cercul înscris în triunghi este cercul care atinge (este tangent la) toate cele trei laturi ale triunghiului.
Punctul \( I \), intersecția bisectoarelor, reprezintă centrul cercului înscris în triunghi.
Distanțele de la punctul de concurență \( I \) la cele trei laturi ale triunghiului sunt egale între ele. Aceste distanțe reprezintă raza (\( r \)) cercului înscris în triunghi.
Un triunghi ABC având trasate cele trei bisectoare (din vârfurile A, B, respectiv C), care se intersectează într-un punct interior I. Din punctul I sunt coborâte trei segmente perpendiculare pe laturile triunghiului (marcate cu unghi drept). Un cerc punctat cu centrul în I trece prin baza acestor perpendiculare, fiind tangent pe rând la laturile AB, BC și AC.
Distanța de la un punct la o dreaptă se măsoară întotdeauna pe perpendiculara coborâtă din punct pe acea dreaptă. Prin urmare, perpendicularele din \( I \) pe laturi sunt razele cercului înscris.

Probleme practice

Ușoară: Într-un triunghi \( MNP \), semidreapta \( MR \) este bisectoarea unghiului \( \sphericalangle NMP \) (\( R \in NP \)). Dacă măsura unghiului \( \sphericalangle NMP \) este de \( 84^{\circ} \), determinați măsura unghiului \( \sphericalangle NMR \).
Deoarece \( MR \) este bisectoare, ea împarte unghiul \( \sphericalangle NMP \) în două unghiuri egale. \[ \sphericalangle NMR = \sphericalangle NMP : 2 \] \[ \sphericalangle NMR = 84^{\circ} : 2 = 42^{\circ} \] Răspuns: \( 42^{\circ} \)
Medie: Se consideră un triunghi \( ABC \) unde se notează cu \( I \) punctul de intersecție a bisectoarelor. Se știe că distanța de la punctul \( I \) la latura \( AB \) este de \( 5 \text{ cm} \). Care este distanța de la punctul \( I \) la latura \( BC \)? Justificați.
Punctul \( I \) fiind intersecția bisectoarelor triunghiului, el reprezintă centrul cercului înscris în triunghiul \( ABC \).
Conform proprietății bisectoarelor, punctul \( I \) este egal depărtat de toate laturile triunghiului, distanța reprezentând raza cercului înscris.
Dacă distanța de la \( I \) la \( AB \) este \( 5 \text{ cm} \), atunci distanța de la \( I \) la \( BC \) este egală tot cu \( 5 \text{ cm} \).
Răspuns: \( 5 \text{ cm} \)
Dificilă: În triunghiul \( ABC \), bisectoarele unghiurilor se intersectează în punctul \( I \). Știind că \( \sphericalangle IBC = 30^{\circ} \) și \( \sphericalangle ICB = 40^{\circ} \), calculați măsura unghiului \( \sphericalangle BAC \).
  1. Deoarece semidreapta \( BI \) este bisectoarea unghiului \( \sphericalangle ABC \), măsura unghiului complet este: \[ \sphericalangle ABC = 2 \cdot \sphericalangle IBC = 2 \cdot 30^{\circ} = 60^{\circ} \]
  2. Deoarece semidreapta \( CI \) este bisectoarea unghiului \( \sphericalangle ACB \), măsura unghiului complet este: \[ \sphericalangle ACB = 2 \cdot \sphericalangle ICB = 2 \cdot 40^{\circ} = 80^{\circ} \]
  3. Suma măsurilor unghiurilor oricărui triunghi este \( 180^{\circ} \): \[ \sphericalangle BAC + \sphericalangle ABC + \sphericalangle ACB = 180^{\circ} \] \[ \sphericalangle BAC + 60^{\circ} + 80^{\circ} = 180^{\circ} \] \[ \sphericalangle BAC + 140^{\circ} = 180^{\circ} \] \[ \sphericalangle BAC = 180^{\circ} - 140^{\circ} = 40^{\circ} \]
Răspuns: \( \sphericalangle BAC = 40^{\circ} \)

Învinge
tema
cu mii de rezolvări, lecții și teste: