Lecția II.7 conține următoarele grupuri de exerciții:

Alege rezolvarea exercițiului:

Exercițiul 1 (gratuit)

Rezolvare scurtă

Proprietățile trapezului isoscel \( ABCD \), \( AB \parallel CD \)

Desenează un trapez isoscel ABCD, având baza mică AB poziționată orizontal în partea superioară a desenului și baza mare CD poziționată orizontal în partea inferioară, sub AB. Asigură-te că AB este paralelă cu CD și că laturile neparalele AD și BC sunt egale în lungime, marcând această congruență cu un singur marcaj vizibil pe fiecare. Trasează diagonalele AC și BD ca segmente de linie, asigurându-te că intersecția lor se află în interiorul trapezului.
a)
\( \sphericalangle D \equiv \sphericalangle C \)
Într-un trapez isoscel, unghiurile alăturate bazei sunt congruente. \( CD \) este bază \( \implies \sphericalangle ADC \equiv \sphericalangle BCD \), deci \( \sphericalangle D \equiv \sphericalangle C \). Afirmația este adevărată.
b)
\( AB \equiv AC \)
\( AB \) este bază mică, iar \( AC \) este diagonală. Nu există o proprietate generală care să impună egalitatea dintre o bază și o diagonală. Afirmația este falsă.
c)
\( AC \equiv BD \)
Conform teoremei diagonalelor în trapezul isoscel: Trapezul este isoscel \( \iff \) diagonalele sunt congruente. Rezultă \( AC \equiv BD \). Afirmația este adevărată.

Rezolvare detaliată

Analiza proprietăților trapezului isoscel

Pentru a stabili care dintre afirmații sunt adevărate, trebuie să ne amintim definiția și proprietățile specifice ale unui trapez isoscel. Un trapez este isoscel dacă laturile sale neparalele sunt congruente. În cazul nostru, \( ABCD \) are baza mică \( AB \), ceea ce înseamnă că \( AB \parallel CD \). Laturile neparalele sunt \( AD \) și \( BC \), deci \( AD \equiv BC \).
Desenează un trapez isoscel ABCD, având baza mică AB poziționată orizontal în partea superioară a desenului și baza mare CD poziționată orizontal în partea inferioară, sub AB. Asigură-te că AB este paralelă cu CD și că laturile neparalele AD și BC sunt egale în lungime, marcând această congruență cu un singur marcaj vizibil pe fiecare. Trasează diagonalele AC și BD ca segmente de linie, asigurându-te că intersecția lor se află în interiorul trapezului.

Analiza afirmației a) \( \sphericalangle D \equiv \sphericalangle C \)

O proprietate fundamentală a trapezului isoscel (demonstrată în teorema T1 din manual) este că unghiurile alăturate oricărei baze sunt congruente. Deoarece \( CD \) este baza mare a trapezului, unghiurile de la baza mare, adică \( \sphericalangle ADC \) (sau \( \sphericalangle D \)) și \( \sphericalangle BCD \) (sau \( \sphericalangle C \)), trebuie să fie congruente. Prin urmare, afirmația a) este adevărată.

Analiza afirmației b) \( AB \equiv AC \)

Segmentul \( AB \) este baza mică a trapezului, în timp ce \( AC \) este o diagonală a acestuia. Într-un trapez isoscel general, lungimea bazei mici nu are nicio relație obligatorie de egalitate cu lungimea diagonalei. Există cazuri particulare unde acest lucru s-ar putea întâmpla, dar nu este o proprietate general valabilă pentru orice trapez isoscel. Prin urmare, afirmația b) este falsă.

Analiza afirmației c) \( AC \equiv BD \)

Conform teoremei T2 prezentate în materialul didactic, un trapez este isoscel dacă și numai dacă diagonalele sale sunt congruente. În trapezul nostru, \( AC \) și \( BD \) sunt diagonalele. Deoarece ni se specifică faptul că \( ABCD \) este un trapez isoscel, rezultă direct din această proprietate că diagonalele sale au lungimi egale. Prin urmare, afirmația c) este adevărată.

Rezolvare scurtă:

Trapez isoscel \( ABCD \), \( AB \parallel CD \)

a) \( \sphericalangle D \equiv \sphericalangle C \) (unghiuri alăturate bazei \( CD \)) \( \rightarrow \) Adevărat. b) \( AB \equiv AC \) (bază mică \( \equiv \) diagonală) \( \rightarrow \) Fals. c) \( AC \equiv BD \) (diagonalele trapezului isoscel sunt congruente) \( \rightarrow \) Adevărat.

Cele mai importante aspecte ale lecției

Trapezul este patrulaterul cu două laturi paralele (baze) și două neparalele. Unghiurile pe o latură neparalelă sumează \(180^\circ\).
Linia mijlocie: Unește mijloacele laturilor neparalele. Este paralelă cu bazele și se calculează ca \( \frac{B + b}{2} \). (Ex: pt. baze de 10 și 4, linia mijlocie este 7).
Segmentul dintre diagonale pe linia mijlocie se calculează ca \( \frac{B - b}{2} \). (Ex: pt. baze de 10 și 4, segmentul este 3).
Trapezul isoscel: Are laturile neparalele egale, unghiurile de la baze egale și diagonalele egale. Dacă un trapez îndeplinește oricare dintre aceste condiții, este isoscel.
Trapezul este patrulaterul care are două laturi paralele și două laturi neparalele.
Laturile paralele se numesc baze (baza mare și baza mică).
Un patrulater ABCD în care latura de jos (AB) este paralelă cu latura de sus (CD), reprezentând bazele. Laturile laterale (AD și BC) nu sunt paralele.
Unghiurile alăturate unei laturi neparalele ale unui trapez sunt întotdeauna suplementare (suma lor este \(180^\circ\)).
Clasificarea trapezelor:
  • Trapez oarecare: Laturile neparalele sunt inegale, iar unghiurile nu au proprietăți speciale în afară de cele generale.
  • Trapez dreptunghic: Are un unghi drept (ceea ce implică automat prezența a două unghiuri drepte alăturate laturii neparalele perpendiculare pe baze).
  • Trapez isoscel: Are laturile neparalele congruente.
Într-un trapez \(ABCD\) cu bazele \(AB \parallel CD\), măsura unghiului \(\angle A\) este de \(75^\circ\). Calculați măsura unghiului \(\angle D\).
Răspuns: Deoarece unghiurile alăturate laturii neparalele \(AD\) sunt suplementare, \(\angle A + \angle D = 180^\circ\).
Deci, \(\angle D = 180^\circ - 75^\circ = 105^\circ\).
Linia mijlocie a unui trapez este segmentul care unește mijloacele laturilor neparalele.
Linia mijlocie a unui trapez este paralelă cu bazele și are lungimea egală cu semisuma lungimilor bazelor.
Dacă \(E\) și \(F\) sunt mijloacele laturilor neparalele, atunci: \[ EF \parallel AB \parallel CD \quad \text{și} \quad EF = \frac{AB + CD}{2} \]
Teorema reciprocă: Paralela dusă la baza unui trapez printr-un mijloc al unei laturi neparalele este linia mijlocie a trapezului.
Segmentul determinat de diagonale pe linia mijlocie: Mijloacele diagonalelor se află pe linia mijlocie și determină un segment cu lungimea egală cu semidiferența bazelor.
Dacă \(N\) și \(P\) sunt mijloacele diagonalelor, atunci \(N\) și \(P\) aparțin liniei mijlocii, iar: \[ NP = \frac{|AB - CD|}{2} \]
Trapezul ABCD cu linia mijlocie MQ. Diagonalele AC și BD intersectează linia mijlocie în punctele N, respectiv P. Segmentul NP se află pe linia mijlocie, delimitat de cele două diagonale.
Un trapez are bazele de \(14 \text{ cm}\) și \(6 \text{ cm}\). Calculați lungimea liniei mijlocii și lungimea segmentului determinat de diagonale pe aceasta.
Linia mijlocie: \(L_m = \frac{14 + 6}{2} = \frac{20}{2} = 10 \text{ cm}\).
Segmentul dintre diagonale: \(NP = \frac{14 - 6}{2} = \frac{8}{2} = 4 \text{ cm}\).
Trapezul isoscel este trapezul ale cărui laturi neparalele sunt congruente (\(AD \equiv BC\)).
Într-un trapez isoscel, unghiurile alăturate aceleiași baze sunt congruente.
\[ \angle ABC \equiv \angle BAD \quad \text{și} \quad \angle DCB \equiv \angle ADC \]
Într-un trapez isoscel, diagonalele sunt congruente.
\[ AC \equiv BD \]
Teoreme reciproce:
1. Dacă un trapez are unghiurile alăturate unei baze congruente, atunci este isoscel.
2. Dacă un trapez are diagonalele congruente, atunci este isoscel.

Probleme practice

Ușoară: Într-un trapez dreptunghic, un unghi ascuțit are măsura de \(40^\circ\). Aflați măsurile celorlalte trei unghiuri ale trapezului.
Prin definiție, trapezul dreptunghic are două unghiuri drepte (\(90^\circ\)).
Unghiurile alăturate laturii neparalele (care nu este perpendiculară pe baze) sunt suplementare.
Măsura unghiului obtuz va fi: \(180^\circ - 40^\circ = 140^\circ\).
Răspuns: Măsurile unghiurilor sunt \(90^\circ\), \(90^\circ\), \(140^\circ\) și \(40^\circ\).
Medie: Linia mijlocie a unui trapez are lungimea de \(15 \text{ cm}\), iar baza mică este de \(8 \text{ cm}\). Calculați lungimea bazei mari.
Formula liniei mijlocii este: \(L_m = \frac{B + b}{2}\), unde \(B\) este baza mare și \(b\) este baza mică.
Înlocuim datele: \(15 = \frac{B + 8}{2}\)
Înmulțim cu 2: \(30 = B + 8\)
\(B = 30 - 8 = 22 \text{ cm}\).
Răspuns: Baza mare are \(22 \text{ cm}\).
Dificilă: Într-un trapez, linia mijlocie are \(18 \text{ cm}\), iar segmentul determinat de intersecția ei cu diagonalele are lungimea de \(4 \text{ cm}\). Aflați lungimile bazelor trapezului.
Notăm baza mare cu \(B\) și baza mică cu \(b\). Avem sistemul de relații matematice:
1. Din linia mijlocie: \(\frac{B + b}{2} = 18 \implies B + b = 36\)
2. Din segmentul dintre diagonale: \(\frac{B - b}{2} = 4 \implies B - b = 8\)
Adunăm cele două ecuații: \((B + b) + (B - b) = 36 + 8\)
\(2B = 44 \implies B = 22 \text{ cm}\).
Înlocuim pentru a afla \(b\): \(22 + b = 36 \implies b = 14 \text{ cm}\).
Răspuns: Bazele trapezului sunt de \(22 \text{ cm}\) și \(14 \text{ cm}\).

Învinge
tema
cu mii de rezolvări, lecții și teste: