+ All Categories
Home > Documents > 1. Planimetrie - geometrické útvary v rovině 1. Základní pojmy · 1. Planimetrie -...

1. Planimetrie - geometrické útvary v rovině 1. Základní pojmy · 1. Planimetrie -...

Date post: 05-May-2020
Category:
Upload: others
View: 39 times
Download: 0 times
Share this document with a friend
25
1. Planimetrie - geometrické útvary v rovině 1. Základní pojmy Body průsečíky čar, značí se velkými tiskacími písmeny A = B … bod A je totožný (splývá) s bodem B A ≠ B … různé body A, B Přímka je dána dvěma různými body značí se malými písmeny latinské abecedy nebo užitím symbolu např. p = AB D p - bod D leží na přímce p (přímka p prochází bodem D) C p - bod C neleží na přímce p (přímka p neprochází bodem C) Pozn: A, B jsou incidentní s p, p je incidentní s A i B, C není incidentní s p. p není incidentní s C. Polopřímka bod rozděluje přímku na dvě navzájem opačné polopřímky, je jejich společným počátkem např. → ΕΒ … polopřímka EB Úsečka např. KL … úsečka KL KL = KL LK (průnik polopřímek KL a LK) K, L krajní body úsečky M … vnitřní bod úsečky (analogicky vnitřní body, vnitřek úsečky) |KL| … délka úsečky – vzdálenost bodů K, L KL ⊂ → KL, KL ⊂ → LK, KL ⊂ ↔ KL střed úsečky – dělí úsečku na dvě shodné úsečky součtem úseček o délkách a, b je každá úsečka s délkou a + b rozdílem úseček o délkách a, b (a > b) je každá úsečka s délkou a – b 1
Transcript
Page 1: 1. Planimetrie - geometrické útvary v rovině 1. Základní pojmy · 1. Planimetrie - geometrické útvary v rovině 1. Základní pojmy Body • průsečíky čar, značí se velkými

1. Planimetrie - geometrické útvary v rovině

1. Základní pojmy

Body

• průsečíky čar, značí se velkými tiskacími písmeny

• A = B … bod A je totožný (splývá) s bodem B

• A ≠ B … různé body A, B

Přímka

• je dána dvěma různými body

• značí se malými písmeny latinské abecedy nebo užitím symbolu ↔

• např. p = ↔ AB

• D ∈ p - bod D leží na přímce p (přímka p prochází bodem D)• C ∉ p - bod C neleží na přímce p (přímka p neprochází bodem C)

Pozn: A, B jsou incidentní s p, p je incidentní s A i B, C není incidentní s p. p není incidentní s C.

Polopřímka

• bod rozděluje přímku na dvě navzájem opačné polopřímky, je jejich společným počátkem

• např. → ΕΒ … polopřímka EB

Úsečka

• např. KL … úsečka KL

• KL = → KL ∩ → LK (průnik polopřímek KL a LK)

• K, L … krajní body úsečky

• M … vnitřní bod úsečky (analogicky vnitřní body, vnitřek úsečky)

• |KL| … délka úsečky – vzdálenost bodů K, L

• KL ⊂ → KL, KL ⊂ → LK, KL ⊂ ↔ KL

• střed úsečky – dělí úsečku na dvě shodné úsečky

• součtem úseček o délkách a, b je každá úsečka s délkou a + b

rozdílem úseček o délkách a, b (a > b) je každá úsečka s délkou a – b

1

Page 2: 1. Planimetrie - geometrické útvary v rovině 1. Základní pojmy · 1. Planimetrie - geometrické útvary v rovině 1. Základní pojmy Body • průsečíky čar, značí se velkými

• Př.: součet a rozdíl úseček graficky

• osa úsečky – prochází středem úsečky a je k ní kolmá

Rovina

• je určena třemi různými body nebo přímkou a bodem neležícím na přímce • značí se malými písmeny řecké abecedy např. α, β nebo ↔ ABC nebo ↔ pC

Polorovina

• přímka dělí rovinu na dvě navzájem opačné poloroviny a je jejich společnou hraniční přímkou

• např. → pN ( → pM, příp. → ABN ) … polorovina určená přímkou p a bodem N ( přímkou p a bodem M, příp. body ABN)

Vzájemná poloha útvarů :

A ∈ p ... bod A leží na přímce p, přímka p prochází bodem A A ∈ ρ ... bod A leží v rovině ρ, rovina ρ prochází bodem Ap ⊂ ρ ... přímka p leží v rovině ρ (rovina ρ obsahuje přímku p, rovina ρ prochází přímkou p)A ∉ p, A ∉ ρ, p ⊄ ρ ... opak (neleží, neprochází)

2

Page 3: 1. Planimetrie - geometrické útvary v rovině 1. Základní pojmy · 1. Planimetrie - geometrické útvary v rovině 1. Základní pojmy Body • průsečíky čar, značí se velkými

Úhel

• úhlem rozumíme buď průnik dvou polorovin s různoběžnými hraničními přímkami (konvexní úhel) nebo jejich sjednocení (nekonvexní úhel).

• např. ∢ AVB … konvexní úhel AVB

V … vrchol úhlu→ VA, → VB … ramena úhlu M … vnitřní bod konvex. úhlu AVBN … vnitřní bod nekonvex. úhlu AVB

úhel

nekonvexní 180° < α < 360°

konvexní 0° ≤ α ≤ 180°

nulový α = 0°

pravý α = 90°

přímý α = 180°

plný α = 360°

kosý

ostrý 0° < α < 90°

tupý90° < α < 180°

3

Page 4: 1. Planimetrie - geometrické útvary v rovině 1. Základní pojmy · 1. Planimetrie - geometrické útvary v rovině 1. Základní pojmy Body • průsečíky čar, značí se velkými

Konvexní geometrický útvar

• geometrický útvar se nazývá konvexní, jestliže úsečka spojující kterékoliv dva body útvaru je součástí tohoto útvaru

• přímka, polopřímka, úsečka, polorovina, konvexní úhel, ...

Vrcholové úhly

• dvě různoběžky p, q se společným bodem V rozdělí rovinu na čtyři úhly - dvě dvojice úhlů jejichž ramena jsou opačné polopřímky.

• vrcholové úhly jsou shodné

• dvojice vrcholových úhlů:

Doplňkové úhly

• libovolné dva ostré úhly, jejichž součet velikostí je 90°

Výplňkové úhly

• libovolný ostrý úhel a tupý úhel, jejichž součet velikostí je 180°

Styčné úhly

• konvexní úhly AVB, BVC, které leží v rovině tak, že jejich průnikem je právě jen rameno VB

• vedlejší úhly – styčné úhly, jejichž grafickým součtem je úhel přímý

4

Page 5: 1. Planimetrie - geometrické útvary v rovině 1. Základní pojmy · 1. Planimetrie - geometrické útvary v rovině 1. Základní pojmy Body • průsečíky čar, značí se velkými

Osa úhlu

• polopřímka s počátkem ve vrcholu úhlu

• rozdělí úhel na dva shodné úhly

Velikost úhlu

• zápis: ∣∢AVB∣=α … velikost konvexního úhlu AVB

• při měření úhlů volíme za jednotkový úhel určitý díl pravého úhlu

• úhlový stupeň

• šedesátinný (označení 1°)

• je 1/90 pravého úhlu. Z úhlového stupně jsou odvozeny úhlová minuta (1') a úhlová vteřina (1″). Platí 1° = 60' = 3 600″.

• setinný (označení 1g )

• je 1/100 pravého úhlu. Grad se dělí na 100 setinných minut, setinná minuta se dělí na 100 setinných vteřin.

• oblouková míra – jednotkovým úhlem je radián (později)

Součet úhlů

• součet úhlů α, β je úhel o velikosti α + β

Rozdíl úhlů

• rozdíl úhlů α, β (α > β) je úhel o velikosti α β–

Př: Součet a rozdíl úhlů graficky.

5

Page 6: 1. Planimetrie - geometrické útvary v rovině 1. Základní pojmy · 1. Planimetrie - geometrické útvary v rovině 1. Základní pojmy Body • průsečíky čar, značí se velkými

Shodné geometrické útvary

• lze je přemístěním ztotožnit

• každé dvě přímky jsou shodné, každé dvě polopřímky jsou shodné

• shodné úsečky mají stejné délky, zápis: AB ≅ CD ⇔ |AB| = |CD|

• shodné úhly mají stejnou velikost,

zápis ∢AVB ≅ ∢CUD ⇔ ∣∢AVB∣ = ∣∢CUD∣

Příklady:1. Zapiš symbolicky:

a) bod B leží na polopřímce AC

b) úsečka AC je částí polopřímky BF

c) bod B neleží na úsečce AC

d) úsečka BA neleží na polopřímce CF

e) polopřímka CB nemá s polopřímkou AF žádný společný bod

f) úsečky AC a BD mají jediný společný bod C

g) přímka AC splývá s přímkou BF .

2. Zapiš symbolicky:

a) úsečka CD leží v polorovině ABE

b) polopřímka GD neleží v polorovině ABE

c) bod F leží v polorovině CDA

d) bod F neleží v polorovině CDE

e) polorovina CGB splývá s polorovinou CDE

f) přímka q leží v obou polorovinách ABE a ACG.

6

Page 7: 1. Planimetrie - geometrické útvary v rovině 1. Základní pojmy · 1. Planimetrie - geometrické útvary v rovině 1. Základní pojmy Body • průsečíky čar, značí se velkými

2. Vzájemná poloha přímek v rovině, souhlasné a střídavé úhly

Různoběžky

• mají společný právě jeden bod – průsečík P

a ∩ b = {P}; P ∈ a ∩ b

• zvláštní případ – kolmé přímky , průsečík P = pata kolmice

• daným bodem lze vést k dané přímce jedinou kolmici

• a⊥b∧a⊥c⇒b∥c

• b∥c∧a⊥b⇒a⊥c

Rovnoběžky a || b• nemají žádný společný bod a ∩ b = ∅ , nebo nekonečně mnoho společných bodů

• zvláštní případ – splývající (totožné) přímky a ∩ b = a = b

• daným bodem lze vést k dané přímce jedinou rovnoběžku

• a∥b∧b∥c⇒a∥c

Rovinný pás (a,b)

• část roviny ohraničená dvěma rovnoběžkami a, b

Úhly souhlasné a střídavé

Uvažujme dvě různé přímky a, b, které jsou proťaty příčkou p ve dvou bodech A, B(příčka – úsečka nebo přímka, která má specif. polohu k jednomu či několika útvarům).

• dvojice souhlasných úhlů:

• dvojice střídavých úhlů:

Jestliže jsou přímky a a b rovnoběžné, pak každá dvojice souhlasných (střídavých) úhlů jsou shodné a obráceně.

7

Page 8: 1. Planimetrie - geometrické útvary v rovině 1. Základní pojmy · 1. Planimetrie - geometrické útvary v rovině 1. Základní pojmy Body • průsečíky čar, značí se velkými

3. Odchylky a vzdálenosti

Odchylkou α dvou přímek a, b v rovině

• nazýváme• u různoběžných přímek velikost pravého nebo ostrého úhlu, který přímky

svírají• u rovnoběžných přímek velikost nulového úhlu

• zápis ∣∢ab∣=α ; α∈⟨0 ° ;90° ⟩

Vzdálenost bodu A od přímky a

• je vzdálenost bodů A, P

(P je pata kolmice vedené bodem A k přímce p)

• zápis ∣Aa∣

• A∈a⇒∣Aa∣=0

Vzdálenost rovnoběžných přímek a, b

• je vzdálenost bodů A, B ( viz nákres)

• zápis ∣a b∣

• a=b⇒∣ab∣=0

8

Page 9: 1. Planimetrie - geometrické útvary v rovině 1. Základní pojmy · 1. Planimetrie - geometrické útvary v rovině 1. Základní pojmy Body • průsečíky čar, značí se velkými

3. Trojúhelník

Trojúhelník ABC

• je průnik polorovin ABC, BCA, CAB; A ≠ B ≠ C; A, B, C neleží v jedné přímce.

• A, B, C … vrcholy trojúhelníku

• AB, BC, AC … strany trojúhelníku

• |AB| + |BC| + |AC| = O … obvod trojúhelníku ( délka hranice)

• vnitřní body a vnitřek trojúhelníku

• vnitřní úhly trojúhelníku

• konvexní úhly BAC, ABC, BCA

• označení … ∣∢BAC∣ ... ∢A ... α∣∢ABC∣ ... ∢B ... β∣∢BCA∣ ... ∢C ... γ

• součet vnitřních úhlů trojúhelníku je vždy úhel přímý.

• vnější úhly trojúhelníku

• vedlejší úhly k vnitřním úhlům trojúhelníku ABC

• vnější úhel je roven součtu vnitřních úhlů při zbývajících vrcholech.

• proti shodným stranám trojúhelníku leží shodné vnitřní úhly, proti větší straně trojúhelníku leží větší vnitřní úhel a naopak.

Dělení trojúhelníků podle délek stran

• různostranné • žádné dvě strany trojúhelníku nejsou shodné

• rovnoramenné • právě dvě strany trojůhelníku jsou shodné – ramena, třetí je základna,

• rovnostranné• všechny strany trojúhelníku jsou shodné

Dělení trojúhelníků podle velikosti vnitřních úhlů

• ostroúhlé

• všechny vnitřní úhly ostré

• tupoúhlé

• právě jeden vnitřní úhel tupý

• pravoúhlé

• právě jeden vnitřní úhel pravý

• strana proti pravému úhlu - přepona, ostatní dvě strany - odvěsny

9

Page 10: 1. Planimetrie - geometrické útvary v rovině 1. Základní pojmy · 1. Planimetrie - geometrické útvary v rovině 1. Základní pojmy Body • průsečíky čar, značí se velkými

Trojúhelníková nerovnost

• součet každých dvou stran trojúhelníku je větší než strana třetí

např. ∣AB∣⩽∣AC∣+∣BC∣ , přičemž A, B, C jsou vrcholy trojúhelníku

(neleží v jedné přímce)

Pozn: rovnost nastane právě tehdy, když C∈AB .

Úsečky o délkách a, b, c jsou stranami trojúhelníku právě tehdy, když platí ∣b−c∣<a<b+c .

Odvození:

Střední příčka trojúhelníku

• úsečka, která spojuje středy dvou stran trojúhelníku

• ∣A1 B1∣=12

∣AB∣; A1B1∣∣AB , atd...

Výška trojúhelníku

• úsečka , jejímiž krajními body jsou vrchol trojúhelníku a pata kolmice vedené tímto vrcholem k přímce určené zbývajícími vrcholy trojúhelníku

• va, vb, vc

• výšky trojúhelníku se protínají v jediném bodě O – orthocentrum

Těžnice trojúhelníku

• úsečka spojující vrchol se středem protější strany

• ta, tb, tc

• těžnice trojúhelníku se protínají v jednom bodě T – těžiště

• vzdálenost těžiště od vrcholu je rovna dvěma třetinám délky těžnice

10

Page 11: 1. Planimetrie - geometrické útvary v rovině 1. Základní pojmy · 1. Planimetrie - geometrické útvary v rovině 1. Základní pojmy Body • průsečíky čar, značí se velkými

Kružnice opsaná trojúhelníku

• prochází všemi vrcholy trojúhelníku

• střed je průsečíkem os stran trojúhelníku, poloměr r

Kružnice vepsaná trojúhelníku

• dotýká se všech stran trojúhelníku

• střed je průsečíkem os vnitřních úhlů trojúhelníku, poloměr ρ

Shodnost trojúhelníků

Věta SSS

• Dva trojúhelníky, které se shodují ve všech jeho stranách, jsou shodné.

Věta USU

• Dva trojúhelníky, které se shodují v jedné straně a úhlech přilehlých k této straně, jsou shodné.

Věta SUS

• Dva trojúhelníky, které se shodují ve dvou stranách a úhlu jimi sevřeném, jsou shodné.

Věta SsU

• Dva trojúhelníky, které se shodují ve dvou stranách a úhlu proti větší z nich, jsou shodné.

Podobnost trojúhelníků

• Trojúhelníky A'B'C' a ABC jsou podobné právě tehdy když existuje kladné reálné číslo k takové, že pro jejich strany platí:

∣A' B '∣=k⋅∣AB∣; ∣B' C '∣=k⋅∣BC∣; ∣C ' A'∣=k⋅∣CA∣

neboli c '=k⋅c ; a '=k⋅a ; b '=k⋅b .

• k … koeficient (poměr) podobnosti

k > 1 … zvětšení, k < 1 … zmenšení, k = 1 … shodnost

• Zápis: Δ ABC~Δ A ' B ' C '

• Je-li Δ ABC~Δ A ' B ' C ' s koeficientem k, pak je Δ A' B ' C '~Δ ABC s koef. 1/k.

Věta UU

• Dva trojúhelníky, které se shodují ve dvou úhlech jsou podobné.

Věta SUS

• Dva trojúhelníky, které se shodují v poměru délek dvou stran a úhlu jimi sevřeném, jsou podobné.

11

Page 12: 1. Planimetrie - geometrické útvary v rovině 1. Základní pojmy · 1. Planimetrie - geometrické útvary v rovině 1. Základní pojmy Body • průsečíky čar, značí se velkými

Příklady1. (J) (K)

Rozhodni, zda jsou podobné trojúhelníky ABC, A'B'C'.

a) a=83

cm , b=73

cm ,γ=55 ° , a '=4cm , b '=72

cm ,γ '=55°

b) a=15cm , b=17cm , γ=75° 40 ' , a '=10cm , b '=11cm , γ '=75° 40 '

*c) ∣AB∣=24mm , vc=16 mm ,∣A ' B'∣=72 mm ,∣A ' C '∣=60mm , trojúhelníky ABC a A'B'C' jsou rovnoramenné

d) a=12cm , b=16cm , c=19cm , a '=10cm , b '=1313

cm , c '=15cm

2. (J) Stín věže je dlouhý 70 m a stín metrové tyče má v tutéž dobu délku 150 cm. Vypočítejte výšku věže.

3. (J) Určete měřítko mapy, jestliže trojúhelníková pole o rozměrech 162,5 m; 117,5 m; 180 m je na mapě zakresleno jako trojúhelník o stranách 6,5 mm; 4,7 mm; 7,2 mm.

4. (J) V rovnoramenném trojúhelníku ABC se základnou AB veďte středem S ramene BC

kolmici na základnu AB s patou D. Dokažte, že platí ∣AD∣=34

∣AB∣ .

*5. (J) Vrcholy trojúhelníku ABC mají od přímky p vzdálenost dA = 3 cm, dB = 4 cm, dC = 8 cm. Vypočítej vzdálenost těžiště T trojúhelníku ABC od přímky p.

6. (J) Vypočítej délky stran a, b, c trojúhelníku ABC, který je podobný trojúhelníku A'B'C', jestliže obvod trojúhelníku ABC je 100 cm a a'= 8 cm, b'= 14 cm, c'= 18 cm.

7. (J) Pomocí redukčního úhlu (graficky) zkraťte úsečky o velikostech 4 cm, 8 cm, 12 cm v poměru 5 : 11.

8. (J) Pomocí redukčního úhlu (graficky) zvětšete úsečky o velikostech 2 cm, 5 cm, 6 cm v poměru 7 : 5.

9. (J) Přímá cesta rovnoměrně stoupá na každé 2 m o 10 cm. O kolik metrů stoupne cesta při vzdálenosti 1250 m?

10. (K) Trojúhelník ABC má délky stran a = 2 cm, b = 3 cm, c = 4 cm. Najděte trojúhelník podobný, jehož strana a' = 3 cm.

11. (K) Věž vrhá stín dlouhý 56 m. Tyč dlouhá 3 m má ve stejném okamžiku stín dlouhý 1,75 m. Jak vysoká je věž? Pod jakým úhlem dopadají sluneční paprsky k zemi?

Řešení:

1. a) A, b) N, c) A, d) N; 2. 140/3 m; 3. 1 : 25 000; 5. 5 cm; 6. a = 20 cm, b = 35 cm, c = 45 cm; 9. o 62,5 m; 10. b' = 4,5 cm, c' = 6 cm; 11. 96 m, 59°44'

12

Page 13: 1. Planimetrie - geometrické útvary v rovině 1. Základní pojmy · 1. Planimetrie - geometrické útvary v rovině 1. Základní pojmy Body • průsečíky čar, značí se velkými

4.MnohoúhelníkyPojmy: lomená čára, vrcholy lomené čáry, strany lomené čáry, lomená čára uzavřená...

Mnohoúhelník

• uzavřená lomená čára spolu s částí roviny, kterou ohraničuje

Pojmy: hranice mnohoúhelníku, obvod mn., vrcholy a strany mn., vnitřní body a vnitřek mn., konvexní mnohoúhelník

n–úhleník

• má n-vrcholů (n = 3 … trojúhelník, n = 4 … čtyřúhelník, atd...)

Úhlopříčka n-úhelníku

• úsečka s krajními body ve dvou nesousedních vrcholech

• počet úhlopříček: 12⋅n⋅(n−3)

Konvexní mnohoúhelník

• mnohoúhelník je konvexní, jestliže úsečka spojující kterékoliv dva body mnohoúhelníku je součástí tohoto útvaru

• tětivový mnohoúhelník – konvexní mnohoúhelník, jemuž lze opsat kružnici

• tečnový mnohoúhelník – konvexní mnohoúhelník, jemuž lze vepsat kružnici

• opěrná polorovina konvexního mnohoúhelníku

• každá polorovina, v niž konvexní mnohoúhelník leží a jejíž hraniční přímka má s mnohoúhelníkem společnou právě jednu hranu.

• konvexní mnohoúhelník je průnikem všech svých opěrných polorovin

• vnitřní úhel konvexního mnohoúhelníku

• součet velikostí všech vnitřních úhlů konvexního n-úhelníku: (n−2)⋅180 °

• vnější úhel konvexního mnohoúhelníku

Pravidelný n-úhelník

• má všechny strany a vnitřní úhly shodné

• vnitřní úhly mají velikost (n−2)⋅180 °

n

• lze mu opsat i vepsat kružnici

• např: čtverec, pravidelný pětiúhelník

13

Page 14: 1. Planimetrie - geometrické útvary v rovině 1. Základní pojmy · 1. Planimetrie - geometrické útvary v rovině 1. Základní pojmy Body • průsečíky čar, značí se velkými

Příklady:1. Velikosti vnitřních úhlů konvexního čtyřúhelníku jsou v poměru m : n : p : q, kde m, n, p, q jsou daná čísla. Jaké mají velikosti?

2. Lichoběžník ABCD s rameny AD délky 3 cm a BC délky 5 cm lze vepsat kružnici. Střední příčka EF dělí lichoběžník na dvě části, jejichž obsahy jsou v poměru 5 : 11. Vypočítej délky základen lichoběžníku.

3. Sestroj pravidelný trojúhelník, čtyřúhelník, pětiúhelník, šestiúhelník, sedmiúhelník a desetiúhelník.

14

Page 15: 1. Planimetrie - geometrické útvary v rovině 1. Základní pojmy · 1. Planimetrie - geometrické útvary v rovině 1. Základní pojmy Body • průsečíky čar, značí se velkými

5. Konvexní čtyřúhelníky

Různoběžníky

• každé dvě protější strany jsou různoběžné

• např. deltoid

Lichoběžníky

• právě dvě protější strany jsou rovnoběžné – základny, zbývající dvě strany jsou různoběžné - ramena.

• střední příčka lichoběžníku – úsečka spojující středy ramen ∣S1S 2∣=∣AB∣+∣CD∣

2

• výška lichoběžníku – vzdálenost základen

• součet vnitřních úhlů při rameni je 180° (výplňkové úhly)

• zvl. případy

• rovnoramenný lichoběžník – stejná délka ramen

• pravoúhlý lichoběžník - právě jedno rameno je kolmé k základnám

15

Page 16: 1. Planimetrie - geometrické útvary v rovině 1. Základní pojmy · 1. Planimetrie - geometrické útvary v rovině 1. Základní pojmy Body • průsečíky čar, značí se velkými

Rovnoběžníky

• každé dvě protější strany jsou rovnoběžné

• dělení podle vnitřních úhlů

• pravoúhlé (obdélník, čtverec)

• úhlopříčky jsou shodné

• kosoúhlé ( kosodélník, kosočtverec)

• dělení podle délek stran

• rovnostranné (čtverec, kosočtverec)

• úhlopříčky půlí vnitřní úhly a jsou navzájem kolmé

• různostranné (obdélník, kosodélník)

• v každém rovnoběžníku platí

• protější strany jsou shodné

• protější vnitřní úhly jsou shodné

• úhlopříčky se navzájem půlí, jejich společný bod je středem rovnoběžníku

• věty platí i obráceně: Jestliže konvexní splňuje kteroukoliv z uvedených vlastností, pak je to rovnoběžník.

• Má-li rovnoběžník dva sousední úhly shodné, pak jsou shodné všechny a jsou pravé.

• Má-li rovnoběžník dvě sousední strany shodné, pak jsou všechny jeho strany shodné.

?? Lze každému trojúhelníku opsat a vepsat kružnici?

?? Lze každému konvexnímu čtyřúhelníku opsat a vepsat kružnici?

16

Page 17: 1. Planimetrie - geometrické útvary v rovině 1. Základní pojmy · 1. Planimetrie - geometrické útvary v rovině 1. Základní pojmy Body • průsečíky čar, značí se velkými

Tětivový čtyřúhelník

• čtyřúhelník, jemuž lze opsat kružnici,

• obdélník, čtverec

• lichoběžník je tětivový, právě když je rovnoramenný

• součet protějších vnitřních úhlů tětivového čtyřúhelníku je úhel přímý

Tečnový čtyřúhelník

• čtyřúhelník, jemuž lze vepsat kružnici

• kosočtverec, čtverec, deltoid

• lichoběžník je tečnový, právě když součet délek jeho základen je roven součtu délek jeho ramen

• součty délek dvojic protějších stran tečnového čtyřúhelníky jsou si rovny

Dvojstředový čtyřúhelník

• čtyřúhelník, jemuž lze opsat i vepsat kružnici

• čtverec

Pozn: Kosodélník není ani tětivový, ani tečnový.

17

Page 18: 1. Planimetrie - geometrické útvary v rovině 1. Základní pojmy · 1. Planimetrie - geometrické útvary v rovině 1. Základní pojmy Body • průsečíky čar, značí se velkými

6. Kružnice, kruh

Kružnice k(S, r)

• množina všech bodů roviny, které mají od daného bodu S danou vzdálenost r

S … střed kružnice, r … poloměr kružnice

Kruh K(S, r)

• množina všech bodů roviny, které mají od daného bodu S vzdálenost menší nebo rovnu r

S … střed kruhu, r … poloměr kruhu

k(S, r) … hranice kruhu

vnitřní oblast (vnitřek) kruhu, vnější oblast (vnějšek) kruhu

Tětiva kružnice

• úsečka AB, kde A, B jsou dva různé body kružnice

• průměr kružnice d je tětiva procházející středem kružnice d = 2 . r

Kružnicové oblouky (oblouky kružnice) s krajními body A, B

Větší oblouk - oblouk v polorovině ABS , menší oblouk (AB neprochází bodem S)

Půlkružnice – oblouky pokud AB prochází bodem S

Otevřený oblouk – množina všech vnitřních bodů oblouku (oblouk bez krajních bodů)

A, B … krajní body obou oblouků

C1, C2 … vnitřní body jednoho oblouku

Kruhové výseče Kruhové úseče

18

Page 19: 1. Planimetrie - geometrické útvary v rovině 1. Základní pojmy · 1. Planimetrie - geometrické útvary v rovině 1. Základní pojmy Body • průsečíky čar, značí se velkými

Vzájemná poloha přímky a kružnice

Vnější přímka Tečna Sečna

žádný společný bod právě jeden společný bod právě dva společné body

v > r T … bod dotyku A, B … průsečíky

v = r v < r

tečna je kolmá k r úsečka AB … tětiva

Bodem M, který leží vně kružnice prochází právě dvě tečny kružnice.

|MT1| = |MT2|... délka tečny

Př 1: Je dána kružnice k a vnější bod M. Sestrojte všechny tečny kružnice k procházející bodem M.

19

Page 20: 1. Planimetrie - geometrické útvary v rovině 1. Základní pojmy · 1. Planimetrie - geometrické útvary v rovině 1. Základní pojmy Body • průsečíky čar, značí se velkými

Vzájemná poloha dvou kružnic k1(S1, r1 ), k2(S2, r2 )

Soustředné kružnice S1 = S2

• nemají žádný společný bod (r1 ≠ r2 ),

nebo nekonečně mnoho společných bodů (r1 = r2 )

• zvláštní případ – totožné (splývající) kružnice, r1 = r2

• mezikruží - všechny body, které mají od bodu S vzdálenost menší nebo rovnu r1 a větší nebo rovnu r2

• šířka mezikruží r1 – r2

• výseč mezikruží – průnik mezikruží a úhlu, jehož vrcholem je střed kružnice

Nesoustředné kružnice S1 ≠ S2

S1S2 … středná úsečka

Každá kružnice leží vně druhé|S1S2| > r1 + r2

Kružnice mají vnější dotyk |S1S2| = r1 + r2

Kružnice se protínají ve dvou bodechr1 - r2 < |S1S2| < r1 + r2

Kružnice mají vnitřní dotyk |S1S2| = r1 - r2

Jedna kružnice leží uvnitř druhé (nedotýkají se)0 < |S1S2| < r1 - r2

20

Page 21: 1. Planimetrie - geometrické útvary v rovině 1. Základní pojmy · 1. Planimetrie - geometrické útvary v rovině 1. Základní pojmy Body • průsečíky čar, značí se velkými

7. Úhly příslušné k oblouku kružnice k(S, r)

Úhel středový příslušný k oblouku AB ... úhel ω

• má vrchol v bodu S (střed kružnice k), ramena procházejí body A, B

• oblouk AB v daném středovém úhlu leží

• středový úhel k půlkružnici je úhel přímý

Úhel obvodový příslušný k oblouku AB … úhel α

• vrchol V leží na kružnici k, neleží na oblouku AB (ke kterému obvodový úhel přísluší), ramena úhlu procházejí body A, B

• obvodový úhel je vždy konvexní

Ke každému oblouku existuje právě jeden středový úhel a nekonečně mnoho obvodových úhlů.

21

Page 22: 1. Planimetrie - geometrické útvary v rovině 1. Základní pojmy · 1. Planimetrie - geometrické útvary v rovině 1. Základní pojmy Body • průsečíky čar, značí se velkými

Velikost středového úhlu (ω ) je rovna dvojnásobku velikosti obvodového úhlu (α) příslušného k témuž oblouku.

ω = 2 . α

Platí:

• Všechny obvodové úhly k danému oblouku jsou shodné.

• Obvodový úhel příslušný k menšímu oblouku je ostrý.

• Obvodový úhel příslušný k většímu oblouku je tupý.

• Obvodový úhel příslušný k půlkružnici je ostrý.

• Součet obvodových úhlů příslušných k oběma obloukům AB je úhel přímý (viz tětivový čtyřúhelník)

Thaletova věta

• všech úhly nad průměrem kružnice jsou pravé.

22

Page 23: 1. Planimetrie - geometrické útvary v rovině 1. Základní pojmy · 1. Planimetrie - geometrické útvary v rovině 1. Základní pojmy Body • průsečíky čar, značí se velkými

8. Obvody a obsahy geometrických obrazců

Geometrický obrazec

• geometrický útvar ohraničený uzavřenou čarou, která je také částí obrazce

Obvod O

• délka hranice geometrického útvaru

Obsah S

• kladné číslo přiřazené geometrickému obrazci tak, že platí

1. Shodné obrazce mají sobě rovné obsahy.

2. Skládá-li se obrazec z několika obrazců, které se nepřekrývají, rovná se jeho obsah součtu jejich obsahů.

3. Obsah čtverce se stranou 1 (mm, cm, …) je 1 (mm2, cm2, …)

Přehled vzorců

Obrazec Obvod Obsah

Trojúhelník O=a+b+cS=

12⋅a⋅va=

12⋅b⋅vb=

12⋅c⋅vc

Heronův vzorec:S=√s⋅(s−a)⋅(s−b)⋅(s−c) ,

kde s=12⋅(a+b+c)

Obdélníkstrany … a, b

O=2⋅(a+b) S=a⋅b

Čtverecstrana … a

O=4⋅a S=a2

S=12⋅e2

Kosodélník O=2⋅(a+b) S=a⋅va=b⋅v b

23

Page 24: 1. Planimetrie - geometrické útvary v rovině 1. Základní pojmy · 1. Planimetrie - geometrické útvary v rovině 1. Základní pojmy Body • průsečíky čar, značí se velkými

Kosočtverec O=4⋅a S=a⋅v

S=12⋅e⋅ f

Lichoběžník O=a+b+c+dS=

12⋅(a+c)⋅v

Kruh

d=2 r

O=2⋅π⋅r=π⋅dS=π⋅r2

=14⋅π⋅d 2

Mezikruží

d1=2⋅r 1

d 2=2⋅r 2

S=π⋅(r12−r 2

2)

S=14⋅π⋅(d 1

2−d 2

2)

Pravidelný n-úhelníkstrana ... apoloměr kružnice vepsané …ρ

O=n⋅aS=n⋅

12⋅a⋅ρ=

12⋅O⋅ρ

24

Page 25: 1. Planimetrie - geometrické útvary v rovině 1. Základní pojmy · 1. Planimetrie - geometrické útvary v rovině 1. Základní pojmy Body • průsečíky čar, značí se velkými

Pozn: Kružnice přísluší středovému úhlu 360°, půlkružnice středovému úhlu 180°.

Délka oblouku, kterému přísluší středový úhel 1°

• je 1

360 délky celé kružnice, tj.

2⋅π⋅r360

• je 1

180 délky celé půlkružnice, tj.

Délka kružnicového oblouku , kterému přísluší středový úhel o velikosti α (°)

∣AB∣=π⋅r180

⋅α

Oblouková míra

• jednotkový úhel …. 1 radián

• středový úhel, který přísluší na jednotkové kružnici (r =1) oblouku o délce 1.

• α … velikost úhlu v míře stupňové (ve stupních), [α] = ° ' ''

• arc α , x … velikost úhlu v míře obloukové (v radiánech), [x] = rad

• délka oblouku jednotkové kružnice, který přísluší ke středovému úhlu o velikosti α v míře stupňové

• x= π180

⋅α [rad ] , α=180 π

⋅x [°]

• velikost úhlu v míře obloukové a velikost úhlu v míře stupňové jsou přímo úměrné.

25


Recommended