Lecția VI.8 conține următoarele grupuri de exerciții:

Alege rezolvarea exercițiului:

Exercițiul 1 (gratuit)

Rezolvare scurtă

a)
În \( \triangle OAD \) și \( \triangle OCB \): \( \measuredangle AOD \equiv \measuredangle COB \) (unghiuri opuse la vârf) \( \frac{OA}{OC} = \frac{9}{18} = \frac{1}{2} \) \( \frac{OD}{OB} = \frac{8}{16} = \frac{1}{2} \) \( \frac{OA}{OC} = \frac{OD}{OB} = \frac{1}{2} \) Conform criteriului L.U.L. \( \Rightarrow \triangle OAD \sim \triangle OCB \)
b)
În \( \triangle IHG \) și \( \triangle IEF \): \( \measuredangle HIG \equiv \measuredangle EIF \) (unghiuri opuse la vârf) \( \frac{IH}{IE} = \frac{5}{10} = \frac{1}{2} \) \( \frac{IG}{IF} = \frac{7}{14} = \frac{1}{2} \) \( \frac{IH}{IE} = \frac{IG}{IF} = \frac{1}{2} \) Conform criteriului L.U.L. \( \Rightarrow \triangle IHG \sim \triangle IEF \)

Rezolvare detaliată

Analizarea figurii de la punctul a)

În prima imagine, observăm două triunghiuri, \( \triangle OAB \) și \( \triangle OCD \), formate prin intersecția dreptelor \( AC \) și \( BD \) în punctul \( O \). Elementele cunoscute sunt: - Lungimile segmentelor pe dreapta \( AC \): \( OA = 9 \) și \( OC = 18 \). - Lungimile segmentelor pe dreapta \( BD \): \( OD = 8 \) și \( OB = 16 \). - Unghiurile \( \measuredangle AOB \) și \( \measuredangle COD \) sunt unghiuri opuse la vârf, deci \( \measuredangle AOB \equiv \measuredangle COD \). Verificăm proporționalitatea laturilor care formează aceste unghiuri: - Raportul primei perechi de laturi: \( \frac{OA}{OC} = \frac{9}{18} = \frac{\cancel{9}^1}{\cancel{18}_2} = \frac{1}{2} \). - Raportul celei de-a doua perechi de laturi: \( \frac{OD}{OB} = \frac{8}{16} = \frac{\cancel{8}^1}{\cancel{16}_2} = \frac{1}{2} \). Deoarece \( \frac{OA}{OC} = \frac{OD}{OB} = \frac{1}{2} \) și unghiurile dintre ele sunt congruente, conform criteriului de asemănare L.U.L., rezultă că \( \triangle OAD \sim \triangle OCB \). Alternativ, putem scrie \( \frac{OA}{OB} = \frac{9}{16} \) și \( \frac{OD}{OC} = \frac{8}{18} = \frac{4}{9} \), deci trebuie să fim atenți la corespondența vârfurilor. Verificând raportul \( \frac{OA}{OC} = \frac{OD}{OB} \), observăm că \( \triangle OAD \sim \triangle OCB \) nu este corect, ci \( \triangle OAB \sim \triangle OCD \) dacă \( \frac{OA}{OC} = \frac{OB}{OD} \). Să recalculăm: \( \frac{OA}{OC} = \frac{9}{18} = 0,5 \) și \( \frac{OD}{OB} = \frac{8}{16} = 0,5 \). Așadar, \( \frac{OA}{OC} = \frac{OD}{OB} \). Aceasta implică \( \triangle OAD \sim \triangle OCB \).

Analizarea figurii de la punctul b)

În a doua imagine, avem triunghiurile \( \triangle IEH \) și \( \triangle IFG \). Elementele cunoscute sunt: - Lungimile pe dreapta \( EF \): \( IE = 10 \) și \( IF = 14 \). - Lungimile pe dreapta \( HG \): \( IH = 5 \) și \( IG = 7 \). - Unghiurile \( \measuredangle EIH \) și \( \measuredangle FIG \) sunt opuse la vârf, deci \( \measuredangle EIH \equiv \measuredangle FIG \). Verificăm proporționalitatea laturilor: - Raportul laturilor de pe dreapta \( HG \): \( \frac{IH}{IG} = \frac{5}{7} \). - Raportul laturilor de pe dreapta \( EF \): \( \frac{IE}{IF} = \frac{10}{14} = \frac{\cancel{10}^5}{\cancel{14}_7} = \frac{5}{7} \). Deoarece \( \frac{IH}{IE} = \frac{5}{10} = \frac{1}{2} \) și \( \frac{IG}{IF} = \frac{7}{14} = \frac{1}{2} \), rezultă că \( \frac{IH}{IE} = \frac{IG}{IF} \). Având \( \measuredangle HIK \equiv \measuredangle EIF \) (opuse la vârf) și laturile proporționale, conform criteriului L.U.L., avem \( \triangle IHG \sim \triangle IEF \).

Concluzie

În ambele cazuri, am identificat triunghiuri asemenea folosind unghiurile opuse la vârf și rapoartele laturilor corespunzătoare.

Rezolvare scurtă:

a) \( \measuredangle AOD \equiv \measuredangle COB \) (opuse la vârf); \( \frac{OA}{OC} = \frac{9}{18} = \frac{1}{2} \); \( \frac{OD}{OB} = \frac{8}{16} = \frac{1}{2} \Rightarrow \triangle OAD \sim \triangle OCB \) (L.U.L.) b) \( \measuredangle HIG \equiv \measuredangle EIF \) (opuse la vârf); \( \frac{IH}{IE} = \frac{5}{10} = \frac{1}{2} \); \( \frac{IG}{IF} = \frac{7}{14} = \frac{1}{2} \Rightarrow \triangle IHG \sim \triangle IEF \) (L.U.L.)

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: