Раздел
ЕГЭ Математика (профильный)
Задача № 15
Планиметрия
pexels-nils-376689.jpg

Смежные и вертикальные углы

Пара углов с общей вершиной может быть смежными или вертикальными, если у них общая вершина, а стороны ... ??

Смежные углы имеют общую вершину, одну общую сторону, а другие стороны являются продолжениями друг друга.

Вертикальные углы имеют общую вершину, а каждая сторона одного угла является продолжением стороны второго угла.

Теорема    Сумма смежных углов равна развернутому углу – 180 градусов.

Теорема    Вертикальные углы равны.    При наложении такие углы полностью совпадут, совместятся.

Интерактивные Упражнения:          Решить задачи         №11   -   №14

Углы при Параллельных

пара     накрест лежащие углы   :   ∠3   и   ∠5,         ∠4   и    ∠6;
пара     односторонние углы   :       ∠4    и   ∠5,         ∠3   и   ∠6;
пара     соответственные углы :      ∠1   и   ∠5,         ∠4   и   ∠8,      ∠2   и   ∠6,      ∠3   и   ∠7.

Свойства:     

  • накрест лежащие углы равны:    3 = 5, 4 = 6.
  • соответственные углы равны:    1 = 5,    4 = 8,     2 = 6,     3 = 7.
  • сумма односторонних углов равна 180 градусов:   3 + 6 = 180 градусов,    4 + 5 = 180 градусов.

        

Факты, Следствия из теорем о углах при параллельных и секущей к ним:

  • В параллелограмме и трапеции диагонали образуют со сторонами равные накрест лежащие углы.         Что секущая?
  • В паралеллограмме сумма углов у одной стороны равен 180 град. - внутренные односторонные.     Что секущая?
  • В трапеции сумма углов у боковых сторон равен 180 град. - внутренные односторонные. Что секущая?
  • Еще о углах:          Диаметры в окружности при пересечении образуют равные вертикальные углы.
  • Сумма углов треугольника 180 градусов .          Достроить параллельную, увидеть секущую!

Интерактивные Упражнения:          Решить задачи         №15   -   №19

Ромб - это параллелограмм, у которого все стороны равны.

  • Урок    здесь,               XIII .        §12.     Ромб: симметрии, свойства. Квадрат

  • "Чтоб Выучить, распознать нечто неподвижное - узнать его в движении, при изменениях" Ромб провернем на 180 градусов вокруг точки пересечения диагоналей - ромб совместится с самим собой. Симметрия. Отразим ромб зеркально по диагонали - новый ромб совпадет с прежним. Симметрия. Отразим ромб зеркально по другой диагонали - ромб совпадает с самим собой. Симметрия.     Замечание: Если "зряче видим" центральную и осевые симметрии ромба, то все его свойства у нас "в кармане".

Свойства ромба:

  • Ромб симметричен относительно точки O - пересечения диагоналей.      O - центр симметрии.
  • Ромб симметричен относительно любой из диагоналей.       Диагональ - ось симметрии.
  • У ромба, по определению, Стороны   равны     $AB=BC=CD=DA=a$.
  • Противолежащие углы    равны   $\angle A=\angle C$ ,   $\angle B=\angle D$ . Прилежащие       $\angle A+\angle B=180^o$   ,    $\angle A+\angle D=180^o$.
  • Диагонали ромба пересекаются и точкой пересечения делятся пополам      $AO=OC=\frac{AC}{2}$     и     $BO=OD=\frac{BD}{2}$.
  • Диагонали ромба взаимно перпендикулярны    и   образуют   прямоугольные   $\bigtriangleup$ треугольники.
  • Диагонали ромба со сторонами ромба образуют равнобедренные   $\bigtriangleup$ треугольники.
  • Диагонали ромба являются    биссектрисами углов - делят углы пополам.
  • Диагонали ромба со сторонами образуют равные    накрест лежащие углы.
  • Угол между высотами ромба, проведенными из вершины тупого угла, равен острому углу ромба.

Интерактивные Упражнения:          Решить задачи         №21   -   №27

Трапеция

Факты,   Свойства и Формулы трапеции:

  • Параллельные   стороны   называются   основаниями,     $BC \parallel AD$ .   Другие две - боковыми сторонами.
  • Сумма односторонных углов при боковой стороне равна   $180^{\circ}$ :   $\angle 1 + \angle 2 = 180^{\circ}$    ,       $\angle 3 + \angle 4 = 180^{\circ}$.
  • Диагональ   является   секущей   к   паралелльным   основаниям    $\Rightarrow$   равные   накрест лежащие углы:    $\angle BCA=\angle CAD$.
  • При пересечении диагоналей (т. $O$) образуются вертикальные углы $\angle BOC=\angle AOD$ и смежные $\angle AOB+\angle BOC=180^{\circ}$.
  • Средняя линия трапеции (отрезок, соединяющий середины боковых) параллельна основаниям и равна их полусумме   $\frac{a+b}{2}$ .
  • Высоты   на   основания     $BH$ , $CK$   равны и   делят основание на части   $AD=AH+HK+KD$ , причем   $HK=BC$ .

Равнобедренная трапеция         -    трапеция    с     равными     боковыми     сторонами,     $AB=CD$   -   "бедра" равны .

  • Свойства   и формулы   у   равнобедренной   трапеции   те же   самые, что и   у   простой   трапеции     плюс:
  • Углы   у   оснований   равны        $\angle A = \angle D$        ,          $\angle C = \angle B$ .
  • Высоты   отсекают   от   основания   равные     отрезки            $AH=KD=\frac{a-b}{2}$    -   полуразность оснований.
  • Диагонали   одинаково наклонены к   основаниям      $\angle CAD=\angle BDA=\angle DBC=\angle ACB$       и    
              образуют   подобные   равнобедренные    треугольники.
  • Диагонали образуют "верхные"    и      "нижные"       подобные   равнобедренные    треугольники.   $\bigtriangleup BOC$ и   $\bigtriangleup AOD$
  • Диагонали   образуют   равные    "левые"    и      "правые"   треугольники :     $\bigtriangleup ABD$ и   $\bigtriangleup ACD$ ;     $\bigtriangleup ABC$      и     $\bigtriangleup BCD$.

Интерактивные Упражнения:          Решить задачи         №31   -   №35

Формулы площадей фигур    

Площадь фигур, свойство аддитивности    

Площадь   -   это численная характеристика геометрической фигуры, показывающая размер этой фигуры:

1)   Единица площади:                Площадь   единичного квадрата      $1$ х $1$     равна    $1$.

2)   Cвойство аддитивности:    Площадь   фигуры    равна    количеству    покрывающих    её    равных    квадратиков ,

  • Сколько единичных квадратиков покроют фигуру, столько и есть площадь этой фигуры.
  • Даже если какие-то квадратики пришлось "порезать" и пересобрать в другом порядке.
  • Если фигура состоит из кусков с уже известными площадями 17 и 25, то площадь этой фигуры = 17 + 25 = 32.

Площадь фигуры   величина положительная , её   численное значение    обладает    следующими    свойствами:

  • равные фигуры имеют равные площади   ;
  • площадь фигуры, разрезанной на несколько частей, равна сумме площадей этих частей    ;
  • площадь квадрата, построенного на единичном отрезке, равна единице.
  • Измеряется площадь в квадратных единицах    ($см^2$   , $м^2$ ), как сумма элементарных квадратиков со стороной $1$ .
  • Свойство аддитивности позволяет   вычислять   площадь    не только по формуле суммы, но и по формуле разности.
  • Можно достроить искомую фигуру до прямоугольника,   найти   площади   всех   получившихся    дополнительных   фигур   и   площадь самого прямоугольника.
  • Площадь искомой фигуры   равна   Площадь   прямоугольника    минус   Сумма площадей всех лишних фигур.

Площадь прямоугольника равна произведению ширины на высоту, т.е. произведению его сторон.:

  • ширина   показывает сколько квадратиков в каждой строке,   а    высота    -    сколько таких строк помещается.
  • Перемножение количества строк   на количество квадратиков в каждой полосе   -   это   и есть произведение сторон прямоугольника.
  • Осмыслите: для целых значений сторон нужно подсчитать покрытие всего прямоугольника единичными квадратиками.
  • Осмысление даже при дробных значениях сторон     ......      через умножение и деление ... т.е. "много одинаковых" ...

Теорема    Площадь прямоугольника      $S_{ABCD}=a\cdot b$   .             Площадь   равна произведению сторон   (столько квадратиков покрывают прямоугольник) .

Теорема    Площадь квадрата равна квадрату его стороны.

Теорема    Площадь   прямоугольного треугольника      $S_{ABC}=\frac{a\cdot b}{2}$      -    "половина произведения катетов" ,                  "половина площади обрамляющего прямоугольника"

Теорема    Площадь   треугольника      $S_{ABC}=\frac{a\cdot h}{2}$      -    "половина произведения стороны и опущенного на эту сторону высота" ,                  "половина площади обрамляющего прямоугольника"

Интерактивные Упражнения:          Решить задачи         №41   -   №45

Тригонометрия прямоугольного треугольника    

Определение.       В прямоугольном треугольнике тригонометрическими функциями острых углов   называются     числа:          

  • синусом       угла называется отношение противолежащего катета к гипотенузе,      $\sin\alpha=\frac{a}{c}$
  • косинусом   угла называется отношение прилежащего катета к гипотенузе,         $\cos\alpha=\frac{b}{c}$
  • тангенсом   угла называется отношение противолежащего катета к прилежащему,    $\tg\alpha=\frac{a}{b}$
  • котангенсом   угла называется отношение прилежащего катета к противолежащему,      $\ctg\alpha=\frac{b}{a}$
  • Замечание:      Отношения сторон не зависят от длин катетов и гипотенузы, они зависят только от углов. Угол здесь очень важен. Не важно какие стороны в треугольнике длинные или короткие ,   важно их отношение    -    оно всегда одно и то же.

Формулы, соотношений в прямоугольном треугольнике, определения тригонометрических функций острых углов:

  • $\sin A=\frac{BC}{AB}$                $\cos A=\frac{AC}{AB}$                         $\tg A=\frac{BC}{AC}$                          $\ctg A=\frac{AC}{BC}$           
  • $\cos B=\frac{AC}{AB}$                $\cos B=\frac{BC}{AB}$                  $HC=AC\cdot\sin A$                $\frac{HC}{BC}=\frac{AC}{AB}$              $\angle$ACH=$\angle$B
  • $S=\frac{a\cdot b}{2}$                         $S=\frac{AB\cdot CH}{2}$                  $HC=BC\cdot\sin B$                $\frac{HC}{AC}=\frac{BC}{AB}$              $\angle$BCH=$\angle$A
  • Замечание:     Катеты можно выразить через гипотенузу и синус (или косинус) острого угла и наоборот.
  • Если в прямоугольном треугольнике известны две величины :   две стороны    или    одна сторона и тригонометрия острого угла,
  • все остальное можно     вычислить - найти - расчитать   по формулам.

Тождества:      $\sin^2\alpha+\cos^2\alpha=1$      ;        $\tg\alpha=\frac{\sin\alpha}{\cos\alpha}$        ;        $\ctg\alpha=\frac{1}{\tg\alpha}=\frac{\sin\alpha}{\cos\alpha}$    .                      

Формула приведения    тупых углов          $90 < \alpha < 180$       к смежным острым углам       $180-\alpha$ .

$\sin\left(\alpha\right)=\sin\left(180-\alpha\right)$                               $\cos\left(\alpha\right)=-\cos\left(180-\alpha\right)$ ,   $\tg\left(\alpha\right)=-\tg\left(180-\alpha\right)$ ,   $\ctg\left(\alpha\right)=\ctg\left(180-\alpha\right)$ синус тупого угла   такой же       косинус,   тангенс,    котангенс    тупого    -     со знаком    "минус".   как у "своего смежного" .

Факты:

  • 1.     Площадь   прямоугольного треугольника   равна   половине произведения гипотенузы на высоту .
  • 2.     "О сумме острых углов":     в прямоугольном треугольнике сумма острых углов равна 90 градусов.
  • 3.     "О $30^o$":    в прямоугольном с углом   $30^o$   катет напротив этого угла равен половине гипотенузы. Если к такому треугольнику приложить точно такой же получится равностронный   с углами   $60^o$    и   катет напротив    $30^o$ окажется ровно половиной стороны равностороннего ,а значит это катет    $a=\frac{c}{2}$    ;   другой катет легко получить по теореме Пифагора :   $b=\frac{\sqrt{3}}{2}c$ .
  • 4.      "О $45^o$":    прямоугольный    $\bigtriangleup$    с острым углом   в   $45^o$   является равнобедренным   ; его гипотенуза       $c=\sqrt{2}$ * катет.
  • 5.      "О равнобедренном прямоугольном треугольнике":    углы при основании равны    и   их сумма равна     $90^o$      $\Rightarrow$ оба угла по    $45^o$;     катеты равны и по т. Пифагора    $a^2+a^2=c^2$    $\Rightarrow$   оба   катета      $a=b=\frac{\sqrt{2}}{2}c$      и      $c=\sqrt{2}a$ .
  • 6.     "О высоте в прямоугольном":    $h$   проведенная из угла $90^o$ делит исходный треугольник на два   ему подобных. Ведь высота поделила треугольник на два прямоугольных треугольника ,   причем   с   одинаковыми   острыми   углами , потому что , если одни из острых углов треугольников совпадают, а   их сумма двух   $90^o$ ,   то и другие совпадут        $\Rightarrow$   все эти треугольники подобные между собой и исходному.
  • 7.     "Еще о высоте " :    высота     равна    среднегеометрическому    отрезков,   на которые она   делит   гипотенузу:
    про    $CH=h=\sqrt{AH\cdot BH}$    ,     $h\cdot c=a\cdot b$ .
  • 8.      "О медиане, проведенной к гипотенузе" :    она    равна   половине гипотенузы    $CM=\frac{AB}{2}$   , а так же   радиусу    описанной окружности   $CM=R$.     Точка $M$   на гипотенузе   равноудалена от всех трех вершин.

Интерактивные Упражнения:          Решить задачи         №51   -   №56

Интерактивные Упражнения: