Lecția IV.2 conține următoarele grupuri de exerciții:

Alege rezolvarea exercițiului:

Exercițiul 1 (gratuit)

Rezolvare scurtă

a. \( \measuredangle A = 30^\circ \)

Elemente libere: laturile \( AB \) și \( AD \). Procedură: unghi \( \measuredangle A = 30^\circ \), alegem \( AB, AD \), trasăm paralele. Rezultat: Infinitate de soluții.

b. \( AC = 4 \text{ cm}, BD = 6 \text{ cm} \)

Proprietate: Diagonalele se înjumătățesc în \( O \). \( AO = OC = \frac{4}{2} = 2 \text{ cm} \) \( BO = OD = \frac{6}{2} = 3 \text{ cm} \) Procedură: segmentele \( AC \) și \( BD \) au mijlocul comun \( O \), unghiul \( \measuredangle AOB \) este variabil. Rezultat: Infinitate de soluții.

c. \( AB = 3 \text{ cm}, BC = 5 \text{ cm} \)

Elemente libere: unghiul \( \measuredangle ABC \). Procedură: desenăm \( BC = 5 \text{ cm} \), \( AB = 3 \text{ cm} \) la un unghi oarecare, completăm prin paralele. Rezultat: Infinitate de soluții.

d. \( AB = 4 \text{ cm}, \measuredangle A = 70^\circ, AC = 5 \text{ cm} \)

Procedură: 1. Desenăm \( AB = 4 \text{ cm} \). 2. Construim semidreapta \( AX \) astfel încât \( \measuredangle BAX = 70^\circ \). 3. Punctul \( C \) se află la intersecția cercului \( \mathcal{C}(A, 5\text{ cm}) \) cu paralela prin \( B \) la \( AD \) (necesită determinarea lui \( D \) simultan) sau construim \( \triangle ABC \) dacă datele permit. Notă: \( AC \) este diagonală. Triunghiul \( ABC \) este determinat de \( AB \), unghiul \( \measuredangle BAC \) (care face parte din \( \measuredangle A \)) și \( AC \). Rezultat: O singură soluție.

Rezolvare detaliată

Analiza generală a construcției unui paralelogram

Pentru a construi un paralelogram, trebuie să utilizăm proprietățile sale fundamentale: laturile opuse sunt paralele și congruente, unghiurile opuse sunt congruente, iar diagonalele se înjumătățesc. În funcție de datele oferite, putem avea o singură soluție sau o infinitate de soluții.

a. Paralelogram \( ABCD \) cu \( \measuredangle A = 30^\circ \)

Pasul 1: Determinarea numărului de soluții

În acest caz, singurul element fixat este măsura unui unghi. Lungimile laturilor nu sunt precizate, deci putem alege orice lungimi pentru \( AB \) și \( AD \).

Pasul 2: Instrucțiuni de construcție


Trasează o semidreaptă cu originea în A. Folosind raportorul, măsoară un unghi de 30 de grade și trasează a doua semidreaptă. Alege un punct B pe prima semidreaptă și un punct D pe a doua. Prin B trasează o paralelă la AD, iar prin D o paralelă la AB. Intersecția lor este punctul C.
Concluzie: Există o infinitate de soluții.

b. Paralelogram \( ABCD \) cu \( AC = 4 \text{ cm} \) și \( BD = 6 \text{ cm} \)

Pasul 1: Utilizarea proprietății diagonalelor

Într-un paralelogram, diagonalele se înjumătățesc. Dacă \( O \) este punctul de intersecție, atunci \( AO = OC = 2 \text{ cm} \) și \( BO = OD = 3 \text{ cm} \).

Pasul 2: Construcția


Trasează un segment AC de 4 cm și marchează mijlocul O. Prin O, trasează o dreaptă oarecare (care nu coincide cu AC). Pe această dreaptă, măsoară de o parte și de alta a lui O segmente de 3 cm pentru a găsi punctele B și D. Unește A cu B, B cu C, C cu D și D cu A.
Concluzie: Deoarece unghiul dintre diagonale nu este fixat, există o infinitate de soluții.

c. Paralelogram \( ABCD \) cu \( AB = 3 \text{ cm} \) și \( BC = 5 \text{ cm} \)

Pasul 1: Analiza laturilor

Cunoaștem lungimile a două laturi consecutive. Deoarece unghiul dintre ele (\( \measuredangle B \)) nu este precizat, configurația se poate schimba.

Pasul 2: Construcția


Trasează segmentul BC de 5 cm. Din B, sub un unghi oarecare, trasează segmentul AB de 3 cm. Finalizează paralelogramul trasând paralele la laturile existente prin punctele A și C.
Concluzie: Există o infinitate de soluții.

d. Paralelogram \( ABCD \) cu \( AB = 4 \text{ cm} \), \( \measuredangle A = 70^\circ \) și \( AC = 5 \text{ cm} \)

Pasul 1: Construcția elementelor date

Aici avem o latură, un unghi și o diagonală. Acești parametri determină în mod unic triunghiul \( ABC \).

Pasul 2: Procedura de construcție


Trasează segmentul AB de 4 cm. În punctul A, construiește un unghi de 70 de grade. Cu compasul deschis la 5 cm și vârful în C (sau calculând poziția lui C pe baza unghiului), identifică punctul C la distanța de 5 cm de A astfel încât unghiul să fie respectat. Odată ce ai punctele A, B și C, punctul D este determinat de paralele.
Concluzie: Există o singură soluție (sau două, simetrice față de AB, dar care definesc același tip de paralelogram).

Rezolvare scurtă:

a. \( \measuredangle A = 30^\circ \); \( AB, AD \) variabile \( \implies \) Infinitate de soluții. b. \( O \) mijloc \( AC, BD \); \( AO=2, BO=3 \); \( \measuredangle AOB \) variabil \( \implies \) Infinitate de soluții. c. \( AB=3, BC=5 \); \( \measuredangle B \) variabil \( \implies \) Infinitate de soluții. d. \( AB=4, \measuredangle A=70^\circ, AC=5 \); Triunghiul \( ABC \) (și astfel \( D \)) este fixat \( \implies \) O singură soluție.

Cele mai importante aspecte ale lecției

Paralelogramul pe scurt:
  • Definiție: Patrulaterul cu laturile opuse paralele.
  • Proprietăți fundamentale: Dacă ai un paralelogram, știi automat că laturile opuse sunt = (congruente), unghiurile opuse sunt = (congruente), unghiurile alăturate au suma \( 180^\circ \), iar diagonalele se taie exact la jumătate (se înjumătățesc).
  • Cum demonstrezi: Dacă un patrulater oarecare respectă măcar una dintre proprietățile de mai sus, el este automat paralelogram.
Un patrulater convex care are laturile opuse paralele se numește paralelogram.
Patrulaterul \( ABCD \) este paralelogram dacă și numai dacă: \[ AB \parallel CD \text{ și } AD \parallel BC \]
Un paralelogram ABCD, ilustrând vârfurile notate în ordine circulară și evidențiind laturile opuse paralele (AB || CD și AD || BC).
Atenție la exprimare! Exprimarea „are laturile opuse paralele” (cu articol hotărât) înseamnă că ambele perechi de laturi opuse sunt paralele. Exprimarea „are laturi opuse paralele” se poate referi la o singură pereche (cum este cazul trapezului), deci nu este suficientă pentru a defini un paralelogram.
Într-un paralelogram sunt îndeplinite următoarele proprietăți referitoare la laturi, unghiuri și diagonale:
1. Laturile opuse sunt paralele (din definiție) și congruente: \[ AB \equiv CD \text{ și } AD \equiv BC \]
2. Unghiurile opuse sunt congruente: \[ \sphericalangle A \equiv \sphericalangle C \text{ și } \sphericalangle B \equiv \sphericalangle D \]
3. Unghiurile alăturate oricărei laturi sunt suplementare (suma măsurilor lor este \( 180^\circ \)): \[ m(\sphericalangle A) + m(\sphericalangle B) = 180^\circ \] \[ m(\sphericalangle B) + m(\sphericalangle C) = 180^\circ \] \[ m(\sphericalangle C) + m(\sphericalangle D) = 180^\circ \] \[ m(\sphericalangle D) + m(\sphericalangle A) = 180^\circ \]
4. Diagonalele se intersectează într-un punct care este mijlocul fiecăreia (se înjumătățesc): Dacă \( AC \cap BD = \{O\} \), atunci \( AO \equiv OC \) și \( BO \equiv OD \).
Un paralelogram ABCD cu trasarea diagonalelor AC și BD care se intersectează în punctul O, evidențiind cu marcaje specifice segmentele congruente de pe diagonale (AO ≡ OC și BO ≡ OD).
Pentru a demonstra că un patrulater convex este paralelogram, este suficient să arătăm că este îndeplinită una dintre următoarele condiții (teoreme reciproce):
Condiția suficientă (Criteriul)
Patrulaterul are laturile opuse congruente (\( AB \equiv CD \) și \( AD \equiv BC \)).
Patrulaterul are două laturi opuse paralele și congruente (ex: \( AB \parallel CD \) și \( AB \equiv CD \)).
Patrulaterul are unghiurile opuse congruente (\( \sphericalangle A \equiv \sphericalangle C \) și \( \sphericalangle B \equiv \sphericalangle D \)).
Patrulaterul are unghiurile alăturate suplementare.
Patrulaterul are diagonalele care se înjumătățesc (au același mijloc).

Probleme practice

Dificultate Ușoară: Un unghi al unui paralelogram are măsura de \( 40^\circ \). Calculează măsurile celorlalte trei unghiuri.
Fie paralelogramul \( ABCD \) cu \( m(\sphericalangle A) = 40^\circ \).
1. Unghiurile opuse sunt congruente, deci \( m(\sphericalangle C) = m(\sphericalangle A) = 40^\circ \).
2. Unghiurile alăturate sunt suplementare, deci \( m(\sphericalangle A) + m(\sphericalangle B) = 180^\circ \).
3. \( m(\sphericalangle B) = 180^\circ - 40^\circ = 140^\circ \).
4. Unghiurile opuse fiind congruente, \( m(\sphericalangle D) = m(\sphericalangle B) = 140^\circ \).
Răspuns: Măsurile celorlalte unghiuri sunt \( 140^\circ \), \( 40^\circ \), \( 140^\circ \).
Dificultate Medie: Patrulaterul \( ABCD \) este un paralelogram pentru care \( m(\sphericalangle B) = 4x^\circ + 15^\circ \) și \( m(\sphericalangle D) = 6x^\circ - 27^\circ \). Calculează măsurile celor patru unghiuri ale paralelogramului.
Într-un paralelogram, unghiurile opuse sunt congruente. Deci, \( \sphericalangle B \equiv \sphericalangle D \).
Egalăm cele două expresii:
\( 4x + 15 = 6x - 27 \)
\( 15 + 27 = 6x - 4x \)
\( 42 = 2x \implies x = 21 \)
Calculăm măsura unghiului B:
\( m(\sphericalangle B) = 4 \cdot 21 + 15 = 84 + 15 = 99^\circ \).
Deci \( m(\sphericalangle D) = 99^\circ \).
Deoarece unghiurile alăturate sunt suplementare, \( m(\sphericalangle A) = 180^\circ - 99^\circ = 81^\circ \).
Rezultă că și \( m(\sphericalangle C) = 81^\circ \).
Răspuns: \( m(\sphericalangle A) = 81^\circ, m(\sphericalangle B) = 99^\circ, m(\sphericalangle C) = 81^\circ, m(\sphericalangle D) = 99^\circ \).
Dificultate Grea: Se dă un patrulater convex \( ABCD \). Stabilește dacă următoarele afirmații sunt suficiente pentru a garanta că \( ABCD \) este paralelogram. Justifică răspunsul.
a) \( AD \equiv BC \) și \( AB \parallel CD \)
b) \( m(\sphericalangle A) + m(\sphericalangle B) = 180^\circ \) și \( m(\sphericalangle C) + m(\sphericalangle D) = 180^\circ \)
a) Fals. Pentru a fi paralelogram folosind laturi paralele și congruente, trebuie ca aceeași pereche de laturi să fie și paralelă și congruentă (ex: \( AB \parallel CD \) și \( AB \equiv CD \)). Condiția dată se aplică și unui trapez isoscel (care are bazele paralele și laturile neparalele congruente).

b) Fals. Într-un paralelogram, suma unghiurilor alăturate este \( 180^\circ \) pe toate laturile. Condiția din enunț arată doar că dreptele \( AD \) și \( BC \) sunt paralele (formând unghiuri interne de aceeași parte a secantei suplementare). Aceasta este proprietatea specifică unui trapez (baze paralele). Pentru a fi paralelogram, trebuia precizat, de exemplu, și că \( m(\sphericalangle A) + m(\sphericalangle D) = 180^\circ \).

Învinge
tema
cu mii de rezolvări, lecții și teste: