Interaktívna geometria - planimetria
Zhodnosť a podobnosť trojuholníkov
Vety o zhodnosti trojuholníkov
Veta (o zhodnosti trojuholníkoch).
- (sus) Trojuholníky, ktoré sa zhodujú v dvoch stranách a uhle nimi zovretom sú zhodné.
- (sss) Trojuholníky, ktoré sa zhodujú v troch stranách sú zhodné.
- (usu) Ak sa dva trojuholníky zhodujú v jednej strane a v dvoch uhloch priľahlých, tak sú zhodné.
- (Ssu) Ak sa dva trojuholníky zhodujú v dvoch stranách a v uhle oproti väčšej strane, tak sú zhodné.
Poznámka.
Uvedieme len dôkazy prvých dvoch viet tak, ako sú uvedené v Euklidových Základoch. Dôkazy viet (usu) a (Ssu) prenechávame čitateľovi ako cvičenie. Vyhľadajte v Základoch tieto vety a upravte Euklidove dôkazy tak, aby boli v súlade s modernou terminológiou.
Dôkaz.
Uvedieme len dôkazy prvých dvoch viet tak, ako sú uvedené v Euklidových Základoch. Dôkazy viet (usu) a (Ssu) prenechávame čitateľovi ako cvičenie. Vyhľadajte v Základoch tieto vety a upravte Euklidove dôkazy tak, aby boli v súlade s modernou terminológiou.
- Euklidových Základoch je veta sformulovaná ako
Proposition 4 (Euclid's Elements, Book I ).
- Nech sú dva trojuholníky, ktoré majú dve strany rovné dvom stranám . Konkrétne rovná a rovná a uhol je rovný uhlu .
- Hovorím (Euklides), že základňa sa rovná aj základni , trojuholník sa rovná trojuholníku a zostávajúce uhly sa rovnajú zostávajúcim uhlom, respektíve opačne rovnakým stranám. To znamená, že uhol sa rovná uhlu a uhol sa rovná uhlu . Nepriamy dôkaz
- Nech trojuholník je uložený na trojuholníku a ak je bod umiestnený na bode a priamka na .
- Priamka sa tiež rovná , pretože uhol sa rovná uhlu .
- Ale sa tiež zhoduje s , a preto základňa sa zhoduje so základňou a rovná sa jej.
- Takže celý trojuholník sa zhoduje s celým trojuholníkom a rovná sa.
- Zvyšné uhly sa zhodujú so zostávajúcimi uhlami a rovnajú sa, uhol sa rovná uhlu a uhol sa rovná uhlu .
-
Preto ak dva trojuholníky majú dve strany rovnobežné s dvoma stranami a majú uhly obsiahnuté rovnými čiarami rovnaké, potom majú aj základňu rovnú základni,
trojuholník sa rovná trojuholníku a zvyšné uhly sú rovné zvyšným uhlom respektíve tým, ktoré sú oproti rovnakým stranám.
Ilustračný obrázok vety (sus).
- V Euklidových Základoch je veta sss sformulovaná ako Proposition 8 (Euclid's Elements, Book I ).
- Nech trojuholník je prenesený na trojuholník tak, aby bod bol umiestnený na bode a priamka na .
- Potom bod sa prekrýva (zhoduje) s bodom , pretože sa rovná .
- Ukážeme, že aj úsečka resp. sa prekrýva (zhoduje) s úsečkou resp. . Budeme dokazovať nepriamo.
- Keďže trojuholník je rovnoramenný, tak uhol rovná uhlu .
- Z polohy bodu vyplýva, že uhol je väčší ako uhol .
- Tiež trojuholník je rovnoramenný, preto aj uhol rovná uhlu .
- Z polohy bodu vyplýva, že uhol väčší ako uhol , čo je spor.
- Preto musí byť bod totožný s bodom .
- Podobne postupujeme v prípade, ak bod bude v polrovine .
- Ukázali sme, že strana resp. sa prekrýva so stranou resp. . To znamená, že uhol sa rovná uhlu .
- Teraz stačí použiť vetu a dostávame tvrdenie: trojuholníky a sú zhodné.
Konštrukčný dôkaz vety (sss) Tu.
Vety o zhodnosti trojuholníkov sa využívajú hlavne v úlohách, v ktorých sa skúmajú a dokazujú špecifické vlastnosti geometrických útvarov. Uvedieme niekoľko takých úloh.
Príklad 1. (Veta sus)
Je daný obdĺžnik . Nech body , sú bodmi uhlopriečky , pre ktoré platí .
Dokážte, že trojuholníky sú zhodné.
Je daný obdĺžnik . Nech body , sú bodmi uhlopriečky , pre ktoré platí .
Dokážte, že trojuholníky sú zhodné.
Otvorte dynamickú konštrukciu Tu.
- bod je stred uhlopriečky (uhlopriečky v obdĺžniku sa rozpoľujú)
- uhly sú vrcholové, preto sú zhodné
- úsečky sú podľa predpokladu zhodné
Príklad 2. (Veta sss)
Narysujte ľubovoľný rovnoramenný trojuholník so základňou . Zostrojte stred strany . Čo platí pre trojuholníky ? Ukážte, že platí .
Narysujte ľubovoľný rovnoramenný trojuholník so základňou . Zostrojte stred strany . Čo platí pre trojuholníky ? Ukážte, že platí .
Otvorte konštrukčný dôkaz Tu
Poznámky.
- Tháles: V rovnoramennom trojuholníku uhly pri základni sú zhodné.
- Euklides: Základy/Proposition 5 (Euclid's Elements, Book I. )
Príklad 3. (Veta Ssu)
Na osi ostrého uhla zostrojte vnútri uhla bod . Zostrojte kružnicu tak, aby platilo .
Označte priesečníky priamky s kružnicou ako a priesečníky priamky s kružnicou ako .
Dokážte, že úsečky majú rovnakú veľkosť.
Na osi ostrého uhla zostrojte vnútri uhla bod . Zostrojte kružnicu tak, aby platilo .
Označte priesečníky priamky s kružnicou ako a priesečníky priamky s kružnicou ako .
Dokážte, že úsečky majú rovnakú veľkosť.
Analýza úlohy.
- Najskôr sa pokúste dokázať rovnosť pomocou zhodnosti trojuholníkov: . Pre tieto trojuholníky platí:
-
Potom dokážte rovnosť pomocou zhodnosti trojuholníkov: .
Pre tieto trojuholníky platí:- strana je spoločná obom trojuholníkom
- (polomery kružnice )
- (súčet zhodných vrcholových uhlov a polovíc uhla )
- K ukončeniu dôkazu si stačí uvedomiť, že úsečky a získame sčítaním dvoch dvojíc zhodných úsečiek, platí .
Záver. Trojuholníky sú zhodné podľa vety , preto aj tretie strany sú zhodné: .
Príklad 4.
...
...
...
obr
Otvorte
...
Otvorte