25. KONFERENCE O GEOMETRII A POČÍTAČOVÉ GRAFICE

Podobné dokumenty
9. Planimetrie 1 bod

Analytická geometrie lineárních útvarů

Syntetická geometrie II

56. ročník Matematické olympiády. b 1,2 = 27 ± c 2 25

SYLABUS PŘEDNÁŠKY 7 Z GEODÉZIE 1

Zkoušku snadno provedeme tak, že do soustavy (1), která je ekvivalentní dané soustavě rovnic, dosadíme příslušné hodnoty s a p.

Úlohy krajského kola kategorie A

2.1 - ( ) ( ) (020201) [ ] [ ]

Stereometrie metrické vlastnosti 01

názvy. Všechny uvedené důkazy jsou původní, často však pro svoji jednoduchost jsou jinde uvedeny ve velmi podobném znění.

A DIRACOVA DISTRIBUCE 1. δ(x) dx = 1, δ(x) = 0 pro x 0. (1) Graficky znázorňujeme Diracovu distribuci šipkou jednotkové velikosti (viz obr. 1).

2. Funkční řady Studijní text. V předcházející kapitole jsme uvažovali řady, jejichž členy byla reálná čísla. Nyní se budeme zabývat studiem

Opakování ke státní maturitě didaktické testy

je parciální derivace funkce f v bodě a podle druhé proměnné (obvykle říkáme proměnné

Základní příklady. 18) Určete velikost úhlu δ, jestliže velikost úhlu α je 27.

Návody k domácí části I. kola kategorie C

13. Exponenciální a logaritmická funkce

+ c. n x ( ) ( ) f x dx ln f x c ) a. x x. dx = cotgx + c. A x. A x A arctgx + A x A c

integrovat. Obecně lze ale říct, že pokud existuje určitý integrál funkce podle různých definic, má pro všechny takové definice stejnou hodnotu.

Projekt OP VK č. CZ.1.07/1.5.00/ Šablony Mendelova střední škola, Nový Jičín

Obvody a obsahy obrazců I

M - Pythagorova věta, Eukleidovy věty

Stereometrie metrické vlastnosti

Úlohy školní klauzurní části I. kola kategorie C

2.4.7 Shodnosti trojúhelníků II

Užití stejnolehlosti v konstrukčních úlohách

Diferenciální počet. Spojitost funkce

II. INTEGRÁL V R n. Obr. 9.1 Obr. 9.2 Integrál v R 2. z = f(x, y)

Komplexní čísla tedy násobíme jako dvojčleny s tím, že použijeme vztah i 2 = 1. = (a 1 + ia 2 )(b 1 ib 2 ) b b2 2.

Zavedení a vlastnosti reálných čísel PŘIROZENÁ, CELÁ A RACIONÁLNÍ ČÍSLA

VIII. Primitivní funkce a Riemannův integrál

LDF MENDELU. Simona Fišnarová (MENDELU) Určitý integrál ZVMT lesnictví 1 / 26

- shodnost trojúhelníků. Věta SSS: Věta SUS: Věta USU:

METODICKÉ LISTY Z MATEMATIKY pro gymnázia a základní vzdělávání

Přehled základních vzorců pro Matematiku 2 1

URČITÝ INTEGRÁL FUNKCE

je jedna z orientací určena jeho parametrizací. Je to ta, pro kterou je počátečním bodem bod ϕ(a). Im k.b.(c ) ( C ) (C ) Obr Obr. 3.5.

ANALYTICKÁ GEOMETRIE V PROSTORU

Rozpis výstupů zima 2008 Geometrie

Jak již bylo uvedeno v předcházející kapitole, můžeme při výpočtu určitých integrálů ze složitějších funkcí postupovat v zásadě dvěma způsoby:

Definice limit I

Křivkový integrál prvního druhu verze 1.0

Přednáška 9: Limita a spojitost

Spojitost funkce v bodě, spojitost funkce v intervalu

Obecně: K dané funkci f hledáme funkci ϕ z dané množiny funkcí M, pro kterou v daných bodech x 0 < x 1 <... < x n. (δ ij... Kroneckerovo delta) (4)

LINEÁRNÍ DIFERENCIÁLNÍ ROVNICE 2.ŘÁDU

a a Posloupnost ( ) je totožná s posloupností: (A) 9 (B) 17 (C) 21 (D) 34 (E) 64 (B) (C) (E)

2.cvičení. 1. Polopřímka: bod O dělí přímku na dvě navzájem opačné polopřímky.

Konstrukční úlohy. Růžena Blažková, Irena Budínová. Milé studentky, milí studenti,

8. cvičení z Matematiky 2

8. Elementární funkce

3. Kvadratické rovnice

2.2.9 Grafické řešení rovnic a nerovnic

x + F F x F (x, f(x)).

4. cvičení z Matematiky 2

je pravoúhlý BNa ose y najděte bod, který je vzdálený od bodu A = [ 4;

(1) přičemž všechny veličiny uvažujeme absolutně. Její úpravou získáme vztah + =, (2) Přímé zvětšení Z je dáno vztahem Z = =, a a

Univerzita Karlova v Praze Pedagogická fakulta

4. přednáška 22. října Úplné metrické prostory. Metrický prostor (M, d) je úplný, když každá cauchyovská posloupnost bodů v M konverguje.

NMAF061, ZS Písemná část zkoušky 25. leden 2018

Až dosud jsme se zabývali většinou reálnými posloupnostmi, tedy zobrazeními s definičním

( ) ( ) ( ) Exponenciální rovnice Řeš v R rovnici: = ŘEŠENÍ: Postup z předešlého výpočtu doplníme využitím dalšího vztahu: ( ) t s t

6. a 7. března Úloha 1.1. Vypočtěte obsah obrazce ohraničeného parabolou y = 1 x 2 a osou x.

DERIVACE A INTEGRÁLY VE FYZICE

Trigonometrie - Sinová a kosinová věta

9.6. Odchylky přímek a rovin

Nejprve si připomeňme z geometrie pojem orientovaného úhlu a jeho velikosti.

Návody k domácí části I. kola kategorie B

17 Křivky v rovině a prostoru

OBECNÝ URČITÝ INTEGRÁL

MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ MATEMATIKA K PŘIJÍMACÍM ZKOUŠKÁM NA PEF

DUM č. 11 v sadě. Ma-2 Příprava k maturitě a PZ geometrie, analytická geometrie, analýza, komlexní čísla

Při výpočtu obsahu takto omezených rovinných oblastí mohou nastat následující základní případy : , osou x a přímkami. spojitá na intervalu

6. Určitý integrál a jeho výpočet, aplikace

M A = M k1 + M k2 = 3M k1 = 2400 Nm. (2)

V předchozích kapitolách byla popsána inverzní operace k derivování. Zatím nebylo jasné, k čemu tento nástroj slouží.

Větu o spojitosti a jejich užití

Výraz. podmínky (B) 1 (E) (A) 56 (B) 144 (C) 512 (D) (E) Taková čísla neexistují. Počet všech přirozených čísel, která vyhovují

NEWTONŮV INTEGRÁL. V předchozích kapitolách byla popsána inverzní operace k derivování. Zatím nebylo jasné, k čemu tento nástroj slouží.

Nerovnosti a nerovnice

9 Axonometrie ÚM FSI VUT v Brně Studijní text. 9 Axonometrie

X = A + tu. Obr x = a 1 + tu 1 y = a 2 + tu 2, t R, y = kx + q, k, q R (6.1)

Úlohy domácí části I. kola kategorie B

Úlohy domácí části I. kola kategorie B

PODOBNÁ ZOBRÁZENÍ 1. SHODNOST TROJÚHELNÍKŮ 2. PRÁVOÚHLÝ TROJÚHELNÍK

3. ROVNICE A NEROVNICE Lineární rovnice Kvadratické rovnice Rovnice s absolutní hodnotou Iracionální rovnice 90

64. ročník matematické olympiády Řešení úloh krajského kola kategorie A

Omezíme se jen na lomené čáry, jejichž nesousední strany nemají společný bod. Jestliže A 0 = A n (pro n 2), nazývá se lomená čára uzavřená.

PLANIMETRIE 2 mnohoúhelníky, kružnice a kruh

Úsečka spojující sousední vrcholy se nazývá strana, spojnice nesousedních vrcholů je úhlopříčka mnohoúhelníku.

INTEGRACE KOMPLEXNÍ FUNKCE KŘIVKOVÝ INTEGRÁL

Riemannův určitý integrál.

II. 5. Aplikace integrálního počtu

Úlohy domácí části I. kola kategorie C

Čtyři body na kružnici

( ) ( ) Sinová věta II. β je úhel z intervalu ( 0;π ). Jak je vidět z jednotkové kružnice, úhly, pro které platí. Předpoklady:

26. listopadu a 10.prosince 2016

Shodná zobrazení. bodu B ležet na na zobrazené množině b. Proto otočíme kružnici b kolem

Návody k domácí části I. kola kategorie A

Čtyřúhelník. O b s a h : Čtyřúhelník. 1. Jak definovat čtyřúhelník základní vlastnosti. 2. Názvy čtyřúhelníků Deltoid Tětivový čtyřúhelník

Transkript:

5 KONFERENCE O GEOMETRII A POČÍTAČOVÉ GRAFICE KRITÉRIA TĚTIVOVÉHO ČTYŘÚHELNÍKU Abstrkt Konvení čtřúhelník ABCD je tětivový právě tehd kdž pltí AB CD BC AD AC BD ptolemiovské kritérium Jiná s touto větou ekvivlentní podmínk pro tětivový čtřúhelník je: AB BC CA AC CD DA BC CD DB AB BD DA Klíčová slov Elementární geometrie kritéri tětivový čtřúhelnik Úvod Jko kritérium tětivového čtřúhelníku se všeobecně oznčuje vět jež je důsledkem vlstností obvodových úhlů: Konvení čtřúhelník je tětivový právě tehd kdž jsou si rovn součt velikostí jeho protilehlých vnitřních úhlů Nutnou postčující podmínku pro to b bl konvení čtřúhelník ABCD tětivový můžeme tké vjádřit pomocí délek strn úhlopříček čtřúhelníku Uvedeme dvě tková kritéri jejich méně známé důkz postvené jen n středoškolské mtemtice Druhé z nich je podle některých prmenů viz npříkld [8] [9] povžováno z nové Vzth z této vět bl všk znám již v minulých stoletích Ptolemiovské kritérium Koncem roku 50 nl sepsl Kludius Ptolemios slvné dílo Almgest v němž shrnul veškeré tehd známé stronomické pozntk Uvedl zde i podrobné tbulk které přiřzovl obloukům kružnice délk jejich tětiv což lze dnes interpretovt jko tbulk funkce sinus Zákldní hodnot délek tětiv které odpovídl obvodovým úhlům velikostí 0 0 0 0 30 45 60 7 stnovil pomocí Pthgorov vět z prvidelných vepsných n-úhelníků K výpočtu dlších hodnot užívl důsledk tvrzení známého dnes jko Ptolemiov vět: V tětivovém konvením čtřúhelníku je součet součinů délek protilehlých strn roven součinu délek úhlopříček Poměrně čsto uváděný Ptolemiův důkz této vět je možno obrátit viz npříkld [] tk pltí:

Vět ptolemiovské kritérium Konvení čtřúhelník ABCD je tětivový právě tehd kdž při oznčení podle obr pltí: c bd ef A α d e D δ f c C γ b β A d D f e E c C b B b B Obr : Tětivový čtřúhelník Obr : K důkzu vět Důkz: Předpokládejme nejprve že je čtřúhelník ABCD tětivový oznčme E průsečík jeho úhlopříček B bod smetrický s bodem B podle os úsečk AC obr položme ϕ AEB Trojúhelník ACB CA B jsou shodné pltí: B AD B AC CAD ACB CBD Odtud z trojúhelníku BCE resp ze čtřúhelníku A B CD plne: ϕ AEB ECB CBE B AD Tětivový čtřúhelník A B CD má stejný obsh jko ABCD vzhledem ke pltí: sin B AD sin B CD sin ϕ Dvojím vjádřením tohoto obshu máme S S A B D S B CD bd c sin ϕ S ABCD ef sin ϕ odtud i vzth K důkzu obráceného směru zvolme krtézskou soustvu souřdnic tk b A 0 0 B 0 Souřdnice zbývjících bodů oznčme tkto: C D Podmínku přepíšeme do tvru B'

KRITÉRIA TĚTIVOVÉHO ČTYŘÚHELNÍKU Po umocnění úprvě dostneme: Po dlším umocnění úprvě můžeme vzth přepst do tvru rovnice 0 R Q P 3 v níž R Q P Kdž si uvědomíme že čísl jsou různá od nul výrz v závorce rovnice 3 předstvuje úplný čtverec můžeme rovnici uprvit n tvr: Pltí ted i vzth který předstvuje shodnost středů kružnic opsných trojúhelníkům ABC ABD Čtřúhelník ABCD je ted tětivový tím je vět dokázán Poznámk: První část důkzu je méně uváděnou modifikcí Ptolemeiov důkzu při níž se místo podobnosti trojúhelníků vužívjí obsh Druhá část bl převzt z článku [3] Náročnější postup nás odměnil smetrií lgebrických výrzů pěkným výsledkem N větu můžeme pohlížet jko n důsledek známé nerovnosti kterou Ptolemios zřejmě neznl:

Vět Ptolemiov nerovnost Pro kždé čtři bod A B C D dné rovin pltí: AB CD BC AD AC BD 4 přičemž rovnost nstne právě tehd kdž bod leží n přímce nebo kružnici tk že bod A C oddělují bod B D 3 Sdovovo kritérium V roce 003 publikovl S Sdov [5] [8] [9] následující údjně nové kritérium: Vět 3 Sdovovo kritérium Konvení čtřúhelník ABCD je tětivový právě tehd kdž při oznčení podle obr pltí: be ecd bcf fd 5 Před vlstním důkzem vět poznmenejme že Sdov nezvolil šťstnou cestu při důkzu že je 5 postčující Jeho práce má rozsh 8 strn v úvodu se píše: Tto podmínk nebl nvzdor své jednoduchosti dosud uveřejněn jeví se neočekávně těžko dokztelná Jko pomocných metod jsme použili počítčovou lgebru nelineární nlýzu K tomu je záhodno uvést že vzth 5 je znám již dlouho jko metrický vzth pro tětivový konvení čtřúhelník Uvádí jej npříkld Hdmrd v proslulé Elementární geometrii jejíž první vdání všlo koncem devtenáctého století Před druhou světovou válkou se vzth 6 dokonce vučovl n nšich středních školách N tomto místě snd nelze vnecht odstvec z Vojtěchov učebnice [7]: Tké úhlopříčk čtřúhelník tětivového vjádříme výhrdně strnmi: z rovnic e b b cos β e c d cd cos β vloučíme cos β první vnásobíme cd druhou b sečteme; dostneme A obdobným postupem f e c bd d bc b cd c bd b cd d bc

KRITÉRIA TĚTIVOVÉHO ČTYŘÚHELNÍKU Z těchto vzorců plnou tké výrz pro součin podíl úhlopříček: ef c bd Ptolemiov vět e d bc 6 f b cd Je zjímvé že v témže roce jko Sdov jen o něco dříve uvedli Rshid Ajibde obě kritéri v článku [4] s důkz které vužívl jen středoškolskou mtemtiku Následující důkz je snd ještě jednodušší: Důkz vět 3: Nechť je čtřúhelník ABCD vepsán do kružnice poloměru r Pk jeho obsh můžeme vjádřit jko součet obshů trojúhelníků ABD BCD nebo jko součet obshů trojúhelníků ABC ACD Z rovnosti df bcf be cde obou součtů plne vzth 6 Předpokládejme dále že pltí 6 zvolme libovolně le pevně délk b c d strn konveního čtřúhelníku ABCD velikost β povžujme z nezávisle proměnnou Pk je prvá strn vzthu 6 konstntní podíl e f předstvuje spojitou funkci proměnné β n intervlu β β Z kosinových vět pro trojúhelník ABC ACD plne že s rostoucím β roste e ted i δ Přitom zřejmě α γ f klesjí Je ted e f rostoucí spojitá funkce Nejvýše pro jednu hodnotu β může pltit 6 Stčí ukázt že vžd eistuje tkové β t β β pro něž je čtřúhelník ABCD tětivový Sndno lze ověřit že pro β β se čtřúhelník zvrhne buď v trojúhelník ABD nebo v trojúhelník BCD nebo v úsečku BD s vnitřními bod A C V kždém z těchto limitních přípdů všk bude α γ > π β δ < π Anlogick pro β β je α γ < π β δ > π Eistuje ted β t n intervlu β β pro něž pltí α γ β t δ čtřúhelník ABCD je tětivový

Litertur [] Engel A: Problem-Solving Strtegies IEEE Springer-Verlg New York Berlin Heidelberg 997 ISBN 0-387-989- [] Jneček F: Vlstnosti tětivového čtřúhelník Rozhled mtemticko-fzikální roč 44 965/66 č5 str 44-47 [3] Pech P: Ptolemiov nerovnost Rozhled mtemticko-fzikální roč 7 993/94 č4 str 66-68 [4] Rshid MA Ajibde AO: Two conditions for qudrilterl to be cclic epressed in terms of the lengths of its sides IntJMthEducSciTechnol 003 Vol 34 No 5 739--74 [5] Sdov S: O neobchodimom i dosttočnom uslovii vpisnnosti četrechugolnik v okružnosť Rosijskj kdemij nuk orden Lenin Institut prikldnoj mtemtiki imeni M V Keldš Moskv 003 rxiv:mthgm/04vl 8 Oct 004 [6] Seknin M Boček L Kočndrle M Šedivý J: Geometrie II SPN Prh 988 [7] Vojtěch J: Geometrie pro VI třídu reálek páté vdání JČMF Prometheus Prh 935 [8] http://rivorg/bs/mth/04034 [9] http//wwwmthrutgersedu/~zeilberg/mmriml/sdovhtml