Lecția V.8 conține următoarele grupuri de exerciții:

Alege rezolvarea exercițiului:

Exercițiul 1 (gratuit)

Rezolvare scurtă

Fie trapezul isoscel \( ABCD \) cu \( AB \parallel CD \). \( \measuredangle A = 45^\circ \) Din proprietatea unghiurilor de la bază în trapezul isoscel: \( \measuredangle B = \measuredangle A = 45^\circ \) Din proprietatea unghiurilor alăturate laturilor neparalele: \( \measuredangle A + \measuredangle D = 180^\circ \) \( \measuredangle D = 180^\circ - 45^\circ = 135^\circ \) Din proprietatea unghiurilor de la baza mică: \( \measuredangle C = \measuredangle D = 135^\circ \) Măsurile unghiurilor sunt: \( 45^\circ, 135^\circ, 135^\circ \)

Rezolvare detaliată

Analiza proprietăților trapezului isoscel

În rezolvarea acestei probleme, ne vom baza pe proprietățile fundamentale ale trapezului isoscel prezentate în manual:
  • Unghiurile alăturate aceleiași baze sunt congruente.
  • Unghiurile alăturate laturilor neparalele sunt suplementare (suma lor este \( 180^\circ \)).

Identificarea unghiurilor de la baza mare

Fie trapezul isoscel \( ABCD \) cu bazele \( AB \parallel CD \). Dacă măsura unui unghi este de \( 45^\circ \), acest unghi este un unghi ascuțit, deci acesta trebuie să fie unul dintre unghiurile alăturate bazei mari. Conform proprietății unghiurilor de la bază: \[ \measuredangle A = \measuredangle B = 45^\circ \]

Calculul unghiurilor de la baza mică

Unghiurile alăturate laturilor neparalele într-un trapez sunt suplementare, deoarece sunt unghiuri interne de aceeași parte a secantei. Astfel, pentru latura neparalelă \( AD \), avem: \[ \measuredangle A + \measuredangle D = 180^\circ \] Înlocuind valoarea cunoscută, obținem: \[ 45^\circ + \measuredangle D = 180^\circ \] \[ \measuredangle D = 180^\circ - 45^\circ = 135^\circ \] Deoarece trapezul este isoscel, unghiurile de la baza mică sunt de asemenea congruente: \[ \measuredangle C = \measuredangle D = 135^\circ \]

Concluzie

Măsurile celorlalte trei unghiuri ale trapezului sunt \( 45^\circ \), \( 135^\circ \) și \( 135^\circ \).

Rezolvare scurtă:

Trapez isoscel \( \implies \measuredangle A = \measuredangle B = 45^\circ \) \( \measuredangle D = 180^\circ - 45^\circ = 135^\circ \) \( \measuredangle C = \measuredangle D = 135^\circ \) Unghiurile: \( 45^\circ, 135^\circ, 135^\circ \)

Cele mai importante aspecte ale lecției

Trapezul isoscel:
  • Definiție: Are laturile neparalele congruente (\(AD \equiv BC\)).
  • Proprietatea 1 (Unghiuri): Unghiurile de la aceeași bază sunt congruente (\(\sphericalangle A \equiv \sphericalangle B\) și \(\sphericalangle C \equiv \sphericalangle D\)).
  • Proprietatea 2 (Diagonale): Diagonalele sunt congruente (\(AC \equiv BD\)).
  • Reciprocă: Dacă un trapez are unghiurile de la bază congruente SAU diagonalele congruente, atunci el este un trapez isoscel.
Trapezul isoscel este trapezul care are laturile neparalele congruente.
Un trapez ABCD (cu baza mare AB paralelă cu baza mică CD), având laturile neparalele AD și BC marcate cu același semn pentru a indica faptul că sunt congruente (AD ≡ BC).
Ca în orice trapez, unghiurile alăturate laturilor neparalele sunt suplementare (suma lor este \(180^{\circ}\)). Dacă \(AB \parallel CD\), atunci: \[ \sphericalangle A + \sphericalangle D = 180^{\circ} \text{ și } \sphericalangle B + \sphericalangle C = 180^{\circ} \]
Dacă într-un trapez \(ABCD\) (\(AB \parallel CD\)) știm că \(AD = 5\) cm și \(BC = 5\) cm, atunci trapezul este isoscel.
Teorema 1 (Proprietatea unghiurilor): Unghiurile alăturate bazelor unui trapez isoscel sunt congruente.
Dacă \(ABCD\) este un trapez isoscel cu \(AB \parallel CD\), atunci: \[ \sphericalangle A \equiv \sphericalangle B \text{ (la baza mare)} \] \[ \sphericalangle C \equiv \sphericalangle D \text{ (la baza mică)} \]
Teorema 2 (Proprietatea diagonalelor): Diagonalele unui trapez isoscel sunt congruente.
Dacă \(ABCD\) este un trapez isoscel, atunci \(AC \equiv BD\).
Un trapez isoscel ABCD cu diagonalele AC și BD trasate. Diagonalele sunt marcate cu același semn pentru a arăta că au lungimi egale.
Pentru a demonstra că un trapez este isoscel, este suficient să demonstrăm una dintre următoarele condiții (reciprocele teoremelor):
Condiția 1: Dacă unghiurile alăturate oricărei baze a unui trapez sunt congruente, atunci trapezul este isoscel.
Condiția 2: Dacă diagonalele unui trapez sunt congruente, atunci trapezul este isoscel.
Punctul de intersecție a diagonalelor unui trapez, notat cu \(O\), formează cu bazele trapezului triunghiuri isoscele (\(\triangle OAB\) și \(\triangle OCD\) sunt isoscele). Deoarece \(OA \equiv OB\) și \(OC \equiv OD\), deducem că \(AC = OA + OC\) este egal cu \(BD = OB + OD\). Având diagonalele congruente (\(AC \equiv BD\)), trapezul este isoscel.

Probleme practice

Ușoară: Un trapez isoscel \(ABCD\) (cu \(AB \parallel CD\)) are măsura unghiului \(\sphericalangle A\) egală cu \(45^{\circ}\). Determinați măsurile celorlalte unghiuri ale trapezului.
Deoarece trapezul este isoscel, unghiurile alăturate bazelor sunt congruente: \[ \sphericalangle B \equiv \sphericalangle A \implies \sphericalangle B = 45^{\circ} \] Unghiurile alăturate laturilor neparalele sunt suplementare: \[ \sphericalangle A + \sphericalangle D = 180^{\circ} \implies 45^{\circ} + \sphericalangle D = 180^{\circ} \implies \sphericalangle D = 135^{\circ} \] La fel, \(\sphericalangle C \equiv \sphericalangle D \implies \sphericalangle C = 135^{\circ}\).
Răspuns: \(\sphericalangle B = 45^{\circ}\), \(\sphericalangle C = 135^{\circ}\), \(\sphericalangle D = 135^{\circ}\).
Medie: Fie un trapez isoscel \(ABCD\), cu \(AB \parallel CD\). Calculați măsurile unghiurilor trapezului, știind că \(\sphericalangle A = 2 \cdot \sphericalangle D\).
Într-un trapez, unghiurile alăturate unei laturi neparalele sunt suplementare: \[ \sphericalangle A + \sphericalangle D = 180^{\circ} \] Înlocuim \(\sphericalangle A\) cu \(2 \cdot \sphericalangle D\): \[ 2 \cdot \sphericalangle D + \sphericalangle D = 180^{\circ} \] \[ 3 \cdot \sphericalangle D = 180^{\circ} \implies \sphericalangle D = 60^{\circ} \] Dacă \(\sphericalangle D = 60^{\circ}\), atunci \(\sphericalangle A = 2 \cdot 60^{\circ} = 120^{\circ}\). Deoarece trapezul este isoscel: \[ \sphericalangle B \equiv \sphericalangle A = 120^{\circ} \text{ și } \sphericalangle C \equiv \sphericalangle D = 60^{\circ} \]
Răspuns: \(\sphericalangle A = 120^{\circ}\), \(\sphericalangle B = 120^{\circ}\), \(\sphericalangle C = 60^{\circ}\), \(\sphericalangle D = 60^{\circ}\).
Dificilă: Trapezul \(ABCD\) este isoscel, cu \(AB \parallel CD\), și se notează cu \(O\) punctul de intersecție a diagonalelor. Demonstrați că triunghiurile \(\triangle BOC\) și \(\triangle AOD\) sunt congruente.
Demonstrație:
1. Deoarece \(ABCD\) este trapez isoscel, știm că laturile neparalele sunt congruente: \(AD \equiv BC\).
2. Din proprietățile trapezului isoscel, diagonalele sunt congruente: \(AC \equiv BD\).
3. Baza mare \(AB\) este latură comună pentru \(\triangle ABD\) și \(\triangle BAC\).
Conform cazului de congruență L.L.L. (Latură-Latură-Latură), obținem că \(\triangle ABD \equiv \triangle BAC\).
Din această congruență rezultă că \(\sphericalangle ABD \equiv \sphericalangle BAC\), adică \(\triangle AOB\) este isoscel, de unde \(OA \equiv OB\).
Deoarece \(AC \equiv BD\) și \(OA \equiv OB\), prin scădere obținem: \[ AC - OA = BD - OB \implies OC \equiv OD \]
Acum, analizăm triunghiurile \(\triangle AOD\) și \(\triangle BOC\):
  • \(AD \equiv BC\) (ipoteză, trapez isoscel)
  • \(OD \equiv OC\) (demonstrat anterior)
  • \(OA \equiv OB\) (demonstrat anterior)
Conform criteriului L.L.L. (sau folosind congruența unghiurilor opuse la vârf \(\sphericalangle AOD \equiv \sphericalangle BOC\) și criteriul L.U.L.), rezultă că \(\triangle AOD \equiv \triangle BOC\).

Învinge
tema
cu mii de rezolvări, lecții și teste: