Lecția VII.1 conține următoarele grupuri de exerciții:

Alege rezolvarea exercițiului:

Exercițiul 1 (gratuit)

Rezolvare scurtă

a)
Un cerc
Fie cercul \( \mathcal{C}(O, r) \) și dreapta \( d \). Fie \( AB \) diametrul cercului paralel cu dreapta \( d \). \( pr_d (\text{cerc}) = [A', B'] \), unde \( A' = pr_d A \), \( B' = pr_d B \). Rezultat: Proiecția unui cerc pe o dreaptă este un segment de lungime egală cu diametrul cercului. Desenează o dreaptă orizontală d și un cerc deasupra ei. Trasează două drepte perpendiculare pe d, tangente la cerc în punctele cele mai din stânga și din dreapta. Porțiunea de pe dreapta d cuprinsă între aceste două perpendiculare reprezintă proiecția cercului.
b)
Un pătrat
Fie pătratul \( ABCD \) și dreapta \( d \). \( pr_d (ABCD) = [X, Y] \), unde \( X \) și \( Y \) sunt proiecțiile celor mai îndepărtate vârfuri ale pătratului față de direcția perpendiculară pe \( d \). Rezultat: Proiecția unui pătrat pe o dreaptă este un segment. Desenează dreapta d și un pătrat ABCD deasupra ei, înclinat. Du perpendiculare din toate cele patru vârfuri pe dreapta d. Proiecția pătratului este segmentul de pe dreapta d care unește cele mai exterioare puncte proiectate.
c)
O dreaptă
Fie dreapta \( g \) și dreapta de proiecție \( d \). Cazul 1: \( g \not\perp d \Rightarrow pr_d g = d \) (Proiecția este dreapta \( d \) însăși). Cazul 2: \( g \perp d \Rightarrow pr_d g = \{P\} \), unde \( \{P\} = g \cap d \) (Proiecția este un punct). Trasează dreapta d orizontală. Desenează o dreaptă g care o intersectează oblic; proiecția ei acoperă toată dreapta d. Desenează apoi o dreaptă h verticală (perpendiculară pe d); proiecția ei este un singur punct pe d.

Rezolvare detaliată

Pasul 1: Înțelegerea conceptului de proiecție a unei mulțimi de puncte

Conform definiției din manual, proiecția unei mulțimi de puncte pe o dreaptă \( d \) este mulțimea proiecțiilor tuturor punctelor acelei mulțimi pe dreapta \( d \). Practic, trebuie să găsim intervalul sau punctele de pe dreaptă care corespund „umbrei” lăsate de figură sub un unghi de \( 90^\circ \).

Pasul 2: Proiectarea unui cerc

Pentru a proiecta un cerc, identificăm punctele sale extreme în raport cu perpendiculara pe dreapta \( d \). Acestea sunt capetele diametrului care este paralel cu dreapta \( d \). Proiecția oricărui cerc pe o dreaptă va fi întotdeauna un segment de dreaptă. Lungimea acestui segment este egală cu lungimea diametrului cercului (\( 2R \)).
Desenează o dreaptă orizontală d și un cerc deasupra ei. Trasează două drepte perpendiculare pe d, tangente la cerc în punctele cele mai din stânga și din dreapta. Porțiunea de pe dreapta d cuprinsă între aceste două perpendiculare reprezintă proiecția cercului.

Pasul 3: Proiectarea unui pătrat

Proiecția unui pătrat depinde de poziția sa față de dreapta \( d \): - Dacă două laturi sunt paralele cu \( d \), proiecția este un segment egal cu latura pătratului. - Dacă pătratul este rotit, proiecția este segmentul determinat de proiecțiile celor mai îndepărtate două vârfuri. În orice caz, proiecția rămâne un segment de dreaptă.
Desenează dreapta d și un pătrat ABCD deasupra ei, înclinat. Du perpendiculare din toate cele patru vârfuri pe dreapta d. Proiecția pătratului este segmentul de pe dreapta d care unește cele mai exterioare puncte proiectate.

Pasul 4: Proiectarea unei drepte

Aici avem două situații fundamentale: - Dacă dreapta de proiectat (să o numim \( g \)) nu este perpendiculară pe \( d \), proiecția sa este întreaga dreaptă \( d \), deoarece orice punct de pe \( g \) are un corespondent unic pe \( d \), iar mulțimea punctelor este infinită în ambele direcții. - Dacă dreapta \( g \) este perpendiculară pe \( d \), atunci toate punctele dreptei \( g \) se proiectează în același punct unic pe \( d \).
Trasează dreapta d orizontală. Desenează o dreaptă g care o intersectează oblic; proiecția ei acoperă toată dreapta d. Desenează apoi o dreaptă h verticală (perpendiculară pe d); proiecția ei este un singur punct pe d.

Rezolvare scurtă:

a) Cercul: Proiecția este un segment de lungime \( 2R \). b) Pătratul: Proiecția este un segment (lungimea depinde de înclinare). c) Dreapta: Dacă dreapta nu este perpendiculară pe \( d \), proiecția este dreapta \( d \). Dacă dreapta este perpendiculară pe \( d \), proiecția este un punct.

Cele mai importante aspecte ale lecției

Pentru orice triunghi dreptunghic \( ABC \) (\( \measuredangle A = 90^\circ \)) cu înălțimea \( AD \perp BC \):
• Proiecțiile catetelor \( AB \) și \( AC \) pe ipotenuza \( BC \) sunt segmentele \( BD \), respectiv \( DC \).
• Teorema înălțimii: \( AD^2 = BD \cdot DC \)
• Teorema catetei: \( AB^2 = BD \cdot BC \) și \( AC^2 = CD \cdot BC \)
Proiecția ortogonală a unui punct pe o dreaptă este piciorul perpendicularei duse din acel punct pe acea dreaptă.
Dacă \( A' \) este piciorul perpendicularei din \( A \) pe dreapta \( d \), notăm: \( pr_d A = A' \).
Proiecția ortogonală a unui segment pe o dreaptă este segmentul delimitat de proiecțiile capetelor sale pe acea dreaptă.
Dacă un punct se află deja pe dreaptă, proiecția sa este punctul însuși. Dacă un segment este perpendicular pe o dreaptă, proiecția sa pe acea dreaptă se reduce la un singur punct.
O dreaptă orizontală d. Un punct A deasupra dreptei, din care coboară o linie punctată perpendiculară până în punctul A' situat pe dreaptă. Un segment oblic CD deasupra dreptei, cu perpendiculare coborâte din C și D formând segmentul C'D' pe dreapta d. Un segment vertical PQ, perpendicular pe d, care se proiectează într-un singur punct P'=Q' pe dreapta d.
Într-un triunghi dreptunghic, înălțimea dusă din vârful unghiului drept împarte ipotenuza în două segmente. Aceste segmente reprezintă proiecțiile ortogonale ale celor două catete pe ipotenuză.
Un triunghi dreptunghic ABC, cu unghiul drept în vârful A (sus). Ipotenuza BC este latura de la bază. Din vârful A este dusă înălțimea AD, perpendiculară pe BC (punctul D se află pe segmentul BC). Segmentul BD este subliniat ca fiind proiecția catetei AB, iar segmentul DC este subliniat ca fiind proiecția catetei AC. Considerând triunghiul dreptunghic \( ABC \) (\( \measuredangle A = 90^\circ \)) și înălțimea \( AD \perp BC \) (\( D \in BC \)):
  • Proiecția catetei \( AB \) pe ipotenuza \( BC \) este segmentul \( BD \). Notăm: \( pr_{BC} AB = BD \).
  • Proiecția catetei \( AC \) pe ipotenuza \( BC \) este segmentul \( DC \). Notăm: \( pr_{BC} AC = DC \).
Într-un triunghi dreptunghic, lungimea înălțimii corespunzătoare ipotenuzei este media proporțională (media geometrică) a lungimilor segmentelor determinate de ea pe ipotenuză.
\[ AD^2 = BD \cdot DC \] sau \[ AD = \sqrt{BD \cdot DC} \]
Într-un triunghi dreptunghic, proiecțiile catetelor pe ipotenuză au lungimile de \( 4 \text{ cm} \) și \( 9 \text{ cm} \). Calculați lungimea înălțimii corespunzătoare ipotenuzei.
Avem \( BD = 4 \text{ cm} \) și \( DC = 9 \text{ cm} \).
Conform teoremei înălțimii: \( AD = \sqrt{BD \cdot DC} \).
\( AD = \sqrt{4 \cdot 9} = \sqrt{36} = 6 \text{ cm} \).
Într-un triunghi dreptunghic, lungimea oricărei catete este egală cu media proporțională dintre lungimea ipotenuzei și lungimea proiecției acelei catete pe ipotenuză.
Pentru cateta \( AB \): \[ AB^2 = BD \cdot BC \] Pentru cateta \( AC \): \[ AC^2 = CD \cdot BC \]
Într-un triunghi dreptunghic \( ABC \) (\( \measuredangle A = 90^\circ \), \( AD \perp BC \)), proiecția catetei \( AB \) pe ipotenuză este \( BD = 2 \text{ cm} \), iar ipotenuza \( BC = 8 \text{ cm} \). Calculați lungimea catetei \( AB \).
Conform teoremei catetei: \( AB^2 = BD \cdot BC \).
\( AB^2 = 2 \cdot 8 = 16 \).
\( AB = \sqrt{16} = 4 \text{ cm} \).

Probleme propuse

Ușoară: În triunghiul dreptunghic \( ABC \) cu \( \measuredangle A = 90^\circ \) se duce înălțimea \( AD \perp BC \), \( D \in BC \). Se știe că \( BD = 3 \text{ cm} \) și \( CD = 12 \text{ cm} \). Aflați lungimea înălțimii \( AD \) și lungimea ipotenuzei \( BC \).
Folosim teorema înălțimii: \( AD^2 = BD \cdot CD \).
\( AD^2 = 3 \cdot 12 = 36 \implies AD = 6 \text{ cm} \).
Ipotenuza este formată din suma celor două proiecții: \( BC = BD + CD = 3 + 12 = 15 \text{ cm} \).
Medie: În triunghiul \( ABC \) dreptunghic în \( A \), \( AD \perp BC \). Știind că ipotenuza \( BC = 25 \text{ cm} \) și cateta \( AB = 15 \text{ cm} \), calculați lungimile segmentelor \( BD \), \( CD \) și \( AD \).
Aplicăm teorema catetei pentru a afla proiecția \( BD \):
\( AB^2 = BD \cdot BC \implies 15^2 = BD \cdot 25 \implies 225 = 25 \cdot BD \).
\( BD = 225 : 25 = 9 \text{ cm} \).
Calculăm cealaltă proiecție prin diferență: \( CD = BC - BD = 25 - 9 = 16 \text{ cm} \).
Aplicăm teorema înălțimii: \( AD^2 = BD \cdot CD = 9 \cdot 16 = 144 \).
\( AD = \sqrt{144} = 12 \text{ cm} \).
Dificilă: Într-un triunghi dreptunghic, raportul lungimilor proiecțiilor catetelor pe ipotenuză este \( \frac{1}{4} \), iar înălțimea corespunzătoare ipotenuzei are lungimea de \( 8 \text{ cm} \). Determinați lungimea ipotenuzei acestui triunghi.
Fie triunghiul \( ABC \) (\( \measuredangle A = 90^\circ \)), \( AD \perp BC \). Avem \( \frac{BD}{CD} = \frac{1}{4} \implies CD = 4 \cdot BD \).
Se dă \( AD = 8 \text{ cm} \). Scriem teorema înălțimii:
\( AD^2 = BD \cdot CD \)
\( 8^2 = BD \cdot (4 \cdot BD) \)
\( 64 = 4 \cdot BD^2 \implies BD^2 = 16 \implies BD = 4 \text{ cm} \).
Aflăm \( CD \): \( CD = 4 \cdot 4 = 16 \text{ cm} \).
Calculăm ipotenuza: \( BC = BD + CD = 4 + 16 = 20 \text{ cm} \).

Învinge
tema
cu mii de rezolvări, lecții și teste: