Lecția VII.4 conține următoarele grupuri de exerciții:

Alege rezolvarea exercițiului:

Exercițiul 1 (gratuit)

Rezolvare scurtă

a)
\( \triangle ABC \) și \( \triangle FED \) \( \measuredangle A = \measuredangle F = 120^{\circ} \) \( \frac{AB}{FE} = \frac{1,5}{3} = \frac{1}{2} \); \( \frac{AC}{FD} = \frac{2}{4} = \frac{1}{2} \) \( \Rightarrow \frac{AB}{FE} = \frac{AC}{FD} \xrightarrow{LUL} \triangle ABC \sim \triangle FED \) Laturi: \( \frac{AB}{FE} = \frac{BC}{ED} = \frac{AC}{FD} \) Unghiuri: \( \hat{A} \equiv \hat{F}, \hat{B} \equiv \hat{E}, \hat{C} \equiv \hat{D} \)
b)
\( \triangle MNR \) și \( \triangle MPN \) \( \hat{M} \equiv \hat{M} \) (unghi comun) \( \measuredangle MNR = \measuredangle MPN = 37^{\circ} \) \( \xrightarrow{UU} \triangle MNR \sim \triangle MPN \) Laturi: \( \frac{MN}{MP} = \frac{NR}{PN} = \frac{MR}{MN} \) Unghiuri: \( \hat{M} \equiv \hat{M}, \measuredangle MNR \equiv \measuredangle MPN, \measuredangle MRN \equiv \measuredangle MNP \)
c)
\( \triangle GHK \) și \( \triangle ORL \) \( \hat{H} \equiv \hat{R} \) (marcate identic) \( \frac{GH}{OR} = \frac{4,8}{4} = 1,2 \); \( \frac{HK}{RL} = \frac{3,6}{3} = 1,2 \) \( \Rightarrow \frac{GH}{OR} = \frac{HK}{RL} \xrightarrow{LUL} \triangle GHK \sim \triangle ORL \) Laturi: \( \frac{GH}{OR} = \frac{HK}{RL} = \frac{GK}{OL} \) Unghiuri: \( \hat{H} \equiv \hat{R}, \hat{G} \equiv \hat{O}, \hat{K} \equiv \hat{L} \)
d)
\( \triangle STV \) și \( \triangle SJT \) \( \measuredangle STV = \measuredangle SJT = 90^{\circ} \) \( \hat{S} \equiv \hat{S} \) (unghi comun) \( \xrightarrow{UU} \triangle STV \sim \triangle SJT \) (analog \( \triangle STV \sim \triangle TJV \), \( \triangle SJT \sim \triangle TJV \)) Laturi: \( \frac{ST}{SJ} = \frac{TV}{JT} = \frac{SV}{ST} \) Unghiuri: \( \hat{S} \equiv \hat{S}, \measuredangle STV \equiv \measuredangle SJT, \measuredangle SVT \equiv \measuredangle STJ \)

Rezolvare detaliată

Analizând figura 7, vom identifica perechile de triunghiuri asemenea aplicând criteriile studiate: LUL (Latură-Unghi-Latură), UU (Unghi-Unghi) sau LLL (Latură-Latură-Latură).

Cazul a)

În prima pereche, observăm triunghiurile \( \triangle ABC \) și \( \triangle FED \). Avem \( \measuredangle A = \measuredangle F = 120^{\circ} \). Verificăm rapoartele laturilor care formează aceste unghiuri: \( \frac{AB}{FE} = \frac{1,5}{3} = \frac{1}{2} \) \( \frac{AC}{FD} = \frac{2}{4} = \frac{1}{2} \) Deoarece rapoartele sunt egale (\( \frac{AB}{FE} = \frac{AC}{FD} \)) și unghiurile cuprinse între ele sunt congruente, conform criteriului LUL, rezultă că \( \triangle ABC \sim \triangle FED \). Proporționalitatea laturilor: \( \frac{AB}{FE} = \frac{BC}{ED} = \frac{AC}{FD} \) Congruența unghiurilor: \( \measuredangle A \equiv \measuredangle F \), \( \measuredangle B \equiv \measuredangle E \), \( \measuredangle C \equiv \measuredangle D \).

Cazul b)

Aici avem triunghiurile \( \triangle MNR \) și \( \triangle MPN \). Observăm că unghiul \( \measuredangle M \) este comun ambelor triunghiuri. Din datele problemei, \( \measuredangle MNR = \measuredangle MPN = 37^{\circ} \). Avem două perechi de unghiuri congruente. Conform criteriului UU, cele două triunghiuri sunt asemenea: \( \triangle MNR \sim \triangle MPN \). Proporționalitatea laturilor: \( \frac{MN}{MP} = \frac{NR}{PN} = \frac{MR}{MN} \) Congruența unghiurilor: \( \measuredangle M \equiv \measuredangle M \), \( \measuredangle MNR \equiv \measuredangle MPN \), \( \measuredangle MRN \equiv \measuredangle MNP \).

Cazul c)

Comparăm triunghiurile \( \triangle GHK \) și \( \triangle ORL \). Observăm din figură că \( \measuredangle H \equiv \measuredangle R \) (ambele sunt marcate cu același arc roșu). Calculăm rapoartele laturilor care formează aceste unghiuri: \( \frac{GH}{OR} = \frac{4,8}{4} = 1,2 \) \( \frac{HK}{RL} = \frac{3,6}{3} = 1,2 \) Deoarece rapoartele sunt egale (\( \frac{GH}{OR} = \frac{HK}{RL} \)) și unghiurile cuprinse între ele sunt congruente, conform criteriului LUL, rezultă că \( \triangle GHK \sim \triangle ORL \). Proporționalitatea laturilor: \( \frac{GH}{OR} = \frac{HK}{RL} = \frac{GK}{OL} \) Congruența unghiurilor: \( \measuredangle H \equiv \measuredangle R \), \( \measuredangle G \equiv \measuredangle O \), \( \measuredangle K \equiv \measuredangle L \).

Cazul d)

Avem triunghiul dreptunghic \( \triangle STV \) (\( \measuredangle T = 90^{\circ} \)) și înălțimea sa \( TJ \perp SV \), care formează triunghiurile dreptunghice \( \triangle SJT \) și \( \triangle TJV \). Putem identifica trei perechi de triunghiuri asemenea. Vom detalia pentru \( \triangle STV \) și \( \triangle SJT \). Ambele triunghiuri au un unghi drept: \( \measuredangle STV = \measuredangle SJT = 90^{\circ} \). Unghiul \( \measuredangle S \) este comun. Conform criteriului UU, rezultă că \( \triangle STV \sim \triangle SJT \). Prin analogie, se obține și \( \triangle STV \sim \triangle TJV \) și \( \triangle SJT \sim \triangle TJV \). Pentru \( \triangle STV \sim \triangle SJT \): Proporționalitatea laturilor: \( \frac{ST}{SJ} = \frac{TV}{JT} = \frac{SV}{ST} \) Congruența unghiurilor: \( \measuredangle S \equiv \measuredangle S \), \( \measuredangle STV \equiv \measuredangle SJT \), \( \measuredangle SVT \equiv \measuredangle STJ \).

Rezolvare scurtă:

a) \( \frac{1,5}{3} = \frac{2}{4} = 0,5 \), \( \hat{A}=\hat{F}=120^{\circ} \xrightarrow{LUL} \triangle ABC \sim \triangle FED \); \( \frac{AB}{FE}=\frac{BC}{ED}=\frac{AC}{FD} \); \( \hat{A}\equiv\hat{F}, \hat{B}\equiv\hat{E}, \hat{C}\equiv\hat{D} \). b) \( \hat{M}\equiv\hat{M}, \measuredangle MNR=\measuredangle MPN=37^{\circ} \xrightarrow{UU} \triangle MNR \sim \triangle MPN \); \( \frac{MN}{MP}=\frac{NR}{PN}=\frac{MR}{MN} \); \( \hat{M}\equiv\hat{M}, \measuredangle MNR\equiv\measuredangle MPN, \measuredangle MRN\equiv\measuredangle MNP \). c) \( \hat{H}\equiv\hat{R}, \frac{4,8}{4} = \frac{3,6}{3} = 1,2 \xrightarrow{LUL} \triangle GHK \sim \triangle ORL \); \( \frac{GH}{OR}=\frac{HK}{RL}=\frac{GK}{OL} \); \( \hat{H}\equiv\hat{R}, \hat{G}\equiv\hat{O}, \hat{K}\equiv\hat{L} \). d) \( \measuredangle STV=\measuredangle SJT=90^{\circ}, \hat{S}\equiv\hat{S} \xrightarrow{UU} \triangle STV \sim \triangle SJT \); \( \frac{ST}{SJ}=\frac{TV}{JT}=\frac{SV}{ST} \); \( \hat{S}\equiv\hat{S}, \measuredangle STV\equiv\measuredangle SJT, \measuredangle SVT\equiv\measuredangle STJ \).

Cele mai importante aspecte ale lecției

Pentru a demonstra că două triunghiuri sunt asemenea, putem folosi oricare dintre cele trei criterii:

1. Criteriul UU (Unghi-Unghi): Verificăm dacă triunghiurile au două unghiuri respectiv congruente. (Este cel mai des utilizat criteriu în probleme).
2. Criteriul LUL (Latură-Unghi-Latură): Căutăm un unghi congruent cuprins între două laturi proporționale (\( \measuredangle A \equiv \measuredangle A' \) și \( \frac{AB}{A'B'} = \frac{AC}{A'C'} \)).
3. Criteriul LLL (Latură-Latură-Latură): Verificăm dacă toate cele trei perechi de laturi formează același raport (\( \frac{a}{a'} = \frac{b}{b'} = \frac{c}{c'} \)).

Consecință: Odată demonstrată asemănarea prin orice criteriu, putem folosi faptul că toate unghiurile omoloage sunt congruente și toate laturile omoloage sunt proporționale pentru a afla elemente necunoscute.
Două triunghiuri care au două unghiuri respectiv congruente sunt asemenea.
Două triunghiuri ABC și A'B'C'. Unghiul A este marcat cu un arc, la fel și unghiul A'. Unghiul B este marcat cu două arce, la fel și unghiul B', indicând congruența acestora.
Dacă \( \measuredangle A \equiv \measuredangle A' \) și \( \measuredangle B \equiv \measuredangle B' \),
atunci \( \triangle ABC \sim \triangle A'B'C' \).
Deoarece suma măsurilor unghiurilor unui triunghi este întotdeauna 180°, dacă două unghiuri sunt congruente, și cel de-al treilea unghi va fi obligatoriu congruent (\( \measuredangle C \equiv \measuredangle C' \)).
Fie \( \triangle ABC \) cu \( \measuredangle A = 40^\circ \) și \( \measuredangle B = 80^\circ \), și \( \triangle MNP \) cu \( \measuredangle M = 40^\circ \) și \( \measuredangle N = 80^\circ \). Sunt cele două triunghiuri asemenea?
Da. Deoarece \( \measuredangle A \equiv \measuredangle M \) (\( 40^\circ \)) și \( \measuredangle B \equiv \measuredangle N \) (\( 80^\circ \)), conform criteriului UU rezultă că \( \triangle ABC \sim \triangle MNP \).
Două triunghiuri care au o pereche de unghiuri respectiv congruente și laturile care determină aceste unghiuri respectiv proporționale sunt asemenea.
Două triunghiuri ABC și A'B'C'. Unghiul A este marcat congruent cu unghiul A'. Laturile AB și AC au marcaje de lungime care corespund proporțional cu laturile A'B' și A'C'.
Dacă \( \measuredangle A \equiv \measuredangle A' \) și \( \frac{AB}{A'B'} = \frac{AC}{A'C'} \),
atunci \( \triangle ABC \sim \triangle A'B'C' \).
Se dau \( \triangle DEF \) cu \( DE = 4 \text{ cm} \), \( DF = 6 \text{ cm} \), \( \measuredangle D = 50^\circ \) și \( \triangle PQR \) cu \( PQ = 8 \text{ cm} \), \( PR = 12 \text{ cm} \), \( \measuredangle P = 50^\circ \). Demonstrați că triunghiurile sunt asemenea.
Avem \( \measuredangle D \equiv \measuredangle P \) (ambele au \( 50^\circ \)).
Verificăm proporționalitatea laturilor care formează unghiurile: \[ \frac{DE}{PQ} = \frac{4}{8} = \frac{1}{2} \] \[ \frac{DF}{PR} = \frac{6}{12} = \frac{1}{2} \] Deoarece \( \frac{DE}{PQ} = \frac{DF}{PR} \), conform criteriului LUL, \( \triangle DEF \sim \triangle PQR \).
Două triunghiuri care au laturile respectiv proporționale sunt asemenea.
Două triunghiuri ABC și A'B'C'. Laturile omoloage (AB cu A'B', BC cu B'C', AC cu A'C') sunt evidențiate pentru a indica faptul că se află în același raport de proporționalitate.
Dacă \( \frac{AB}{A'B'} = \frac{BC}{B'C'} = \frac{CA}{C'A'} \),
atunci \( \triangle ABC \sim \triangle A'B'C' \).
Laturile \( \triangle ABC \) sunt de 3 cm, 4 cm și 5 cm, iar laturile \( \triangle XYZ \) sunt de 9 cm, 12 cm și 15 cm. Verificați dacă triunghiurile sunt asemenea.
Ordonăm laturile crescător și scriem rapoartele laturilor omoloage: \[ \frac{3}{9} = \frac{1}{3}; \quad \frac{4}{12} = \frac{1}{3}; \quad \frac{5}{15} = \frac{1}{3} \] Deoarece toate cele trei rapoarte sunt egale, conform criteriului LLL, \( \triangle ABC \sim \triangle XYZ \).
Utilizarea asemănării triunghiurilor este o metodă esențială de rezolvare a multor probleme de geometrie. Aceasta ne permite să:
  • Calculăm lungimi de segmente necunoscute scriind rapoartele de proporționalitate (\( \frac{AB}{A'B'} = \frac{BC}{B'C'} = \frac{CA}{C'A'} \)).
  • Demonstrăm congruența unor unghiuri, știind că triunghiurile asemenea au unghiurile omoloage congruente.
  • Rezolvăm probleme mai complexe deducând relații din rapoarte (de exemplu, transformând un raport într-un produs pe diagonală: \( \frac{a}{b} = \frac{c}{d} \Rightarrow a \cdot d = b \cdot c \)).

Exerciții

Ușoară: Fie \( \triangle ABC \) și \( \triangle DEF \). Se știe că \( \measuredangle A = 45^\circ \), \( \measuredangle B = 75^\circ \) și \( \measuredangle E = 75^\circ \), \( \measuredangle F = 60^\circ \). Stabiliți dacă \( \triangle ABC \sim \triangle DEF \).
Calculăm măsura celui de-al treilea unghi în ambele triunghiuri:
În \( \triangle ABC \): \( \measuredangle C = 180^\circ - (45^\circ + 75^\circ) = 180^\circ - 120^\circ = 60^\circ \).
În \( \triangle DEF \): \( \measuredangle D = 180^\circ - (75^\circ + 60^\circ) = 180^\circ - 135^\circ = 45^\circ \).
Observăm că \( \measuredangle A \equiv \measuredangle D \) (\( 45^\circ \)) și \( \measuredangle B \equiv \measuredangle E \) (\( 75^\circ \)).
Conform criteriului UU, \( \triangle ABC \sim \triangle DEF \).
Medie: Se dau triunghiurile \( ABC \) și \( MNP \). Se cunosc \( AB = 10 \text{ cm} \), \( BC = 12 \text{ cm} \), \( \measuredangle B = 60^\circ \), respectiv \( MN = 5 \text{ cm} \), \( NP = 6 \text{ cm} \), \( \measuredangle N = 60^\circ \). Precizați dacă triunghiurile sunt asemenea și scrieți raportul de proporționalitate al tuturor laturilor.
Avem \( \measuredangle B \equiv \measuredangle N = 60^\circ \).
Verificăm rapoartele laturilor care formează aceste unghiuri:
\( \frac{AB}{MN} = \frac{10}{5} = 2 \)
\( \frac{BC}{NP} = \frac{12}{6} = 2 \)
Deoarece \( \measuredangle B \equiv \measuredangle N \) și \( \frac{AB}{MN} = \frac{BC}{NP} \), conform criteriului LUL, \( \triangle ABC \sim \triangle MNP \).
Astfel, raportul de asemănare este 2, de unde rezultă că pentru toate laturile avem: \( \frac{AB}{MN} = \frac{BC}{NP} = \frac{AC}{MP} = 2 \).
Dificilă: Punctul \( M \) aparține laturii \( BC \) a triunghiului \( ABC \), astfel încât \( \measuredangle ABC \equiv \measuredangle MAC \).
a) Demonstrați că \( \triangle CAM \sim \triangle CBA \).
b) Deduceți relația: \( AC^2 = BC \cdot MC \).
a) Analizăm triunghiurile \( CAM \) și \( CBA \):
1. \( \measuredangle C \) este unghi comun ambelor triunghiuri (\( \measuredangle ACM \equiv \measuredangle BCA \)).
2. Din ipoteză avem \( \measuredangle MAC \equiv \measuredangle ABC \).
Având două perechi de unghiuri congruente, aplicăm criteriul UU: \( \triangle CAM \sim \triangle CBA \).

b) Deoarece \( \triangle CAM \sim \triangle CBA \), laturile omoloage sunt proporționale. Scriem rapoartele de asemănare: \[ \frac{CA}{CB} = \frac{AM}{BA} = \frac{CM}{CA} \] Din egalitatea \( \frac{CA}{CB} = \frac{CM}{CA} \) (sau \( \frac{AC}{BC} = \frac{MC}{AC} \)), înmulțind pe diagonală, obținem produsul: \[ AC \cdot AC = BC \cdot MC \Rightarrow AC^2 = BC \cdot MC \]

Învinge
tema
cu mii de rezolvări, lecții și teste: