Trojpoměr v geometrii

Podobné dokumenty
11 Vzdálenost podprostorů

A[a 1 ; a 2 ; a 3 ] souřadnice bodu A v kartézské soustavě souřadnic O xyz

Patří mezi tzv. homotetie, tj. afinní zobrazení, která mají všechny směry samodružné.

PLANIMETRIE úvodní pojmy

Analytická geometrie lineárních útvarů

Užití stejnolehlosti v konstrukčních úlohách

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

Urci parametricke vyjadreni primky zadane body A[2;1] B[3;3] Urci, zda bod P [-3;5] lezi na primce AB, kde A[1;1] B[5;-3]

11. VEKTOROVÁ ALGEBRA A ANALYTICKÁ GEOMETRIE LINEÁRNÍCH ÚTVARŮ. u. v = u v + u v. Umět ho aplikovat při

Univerzita Karlova v Praze Pedagogická fakulta

Rozpis výstupů zima 2008 Geometrie

Syntetická geometrie II

11. VEKTOROVÁ ALGEBRA A ANALYTICKÁ GEOMETRIE LINEÁRNÍCH ÚTVARŮ

TROJÚHELNÍK 180. Definice. C neleží v přímce. Potom trojúhelníkem ABC nazveme průnik polorovin ABC, BCA, Nechť body. Viz příloha: obecny_trojuhelnik

Návody k domácí části I. kola kategorie A

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

Klíčová slova: Phytagorova věta, obsahy a obvody rovinných útvarů, úhlopříčky a jejich vlastnosti, úhly v rovinných útvarech, převody jednotek

Klíčová slova: Phytagorova věta, obsahy a obvody rovinných útvarů, úhlopříčky a jejich vlastnosti, úhly v rovinných útvarech, převody jednotek

Přijímací zkouška na MFF UK v Praze

Návody k domácí části I. kola kategorie C

Klíčová slova: Phytagorova věta, obsahy a obvody rovinných útvarů, úhlopříčky a jejich vlastnosti, úhly v rovinných útvarech, převody jednotek

2. Vyšetřete všechny možné případy vzájemné polohy tří různých přímek ležících v jedné rovině.

Syntetická geometrie I

Syntetická geometrie I

Geometrie trojúhelníka

Různostranný (obecný) žádné dvě strany nejsou stějně dlouhé. Rovnoramenný dvě strany (ramena) jsou stejně dlouhé, třetí strana je základna

19 Eukleidovský bodový prostor

n =5, potom hledejte obecný vztah. 4.5 Mnohoúhelníky PŘÍKLAD 4.2. Kolik úhlopříček má n úhelník? Vyřešte nejprve pro Obrázek 28: Tangram

Návody k domácí části I. kola kategorie B

GEOMETRIE PLANIMETRIE Úlohy k rozvoji geometrické představivosti Úlohy početní. Růžena Blažková

Test Zkušební přijímací zkoušky

Geometrie trojúhelníka Martin Töpfer

Syntetická geometrie I

AB = 3 CB B A = 3 (B C) C = 1 (4B A) C = 4; k ]

Úlohy klauzurní části školního kola kategorie B

Eukleidovský prostor a KSS Eukleidovský prostor je bodový prostor, ve kterém je definována vzdálenost dvou bodů (metrika)

DIDAKTIKA MATEMATIKY

Počítání v planimetrii Michal Kenny Rolínek

3.MONGEOVO PROMÍTÁNÍ. Rovnoběžný průmět 3D těles na rovinu není vzájemně jednoznačné zobrazení, k obrazu neumíme jednoznačně určit objekt v prostoru

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

6. ANALYTICKÁ GEOMETRIE

Opakování ZŠ - Matematika - část geometrie - konstrukce

Úlohy krajského kola kategorie C

66. ročníku MO (kategorie A, B, C)

Úlohy domácí části I. kola kategorie C

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.

Úlohy klauzurní části školního kola kategorie A

CVIČNÝ TEST 40. OBSAH I. Cvičný test 2. Mgr. Tomáš Kotler. II. Autorské řešení 6 III. Klíč 13 IV. Záznamový list 15

Pracovní listy MONGEOVO PROMÍTÁNÍ

Antirovnoběžnost. Michal Kenny Rolínek. Ocojde?

Syntetická geometrie I

STEREOMETRIE. Tělesa. Značení: body A, B, C,... přímky p, q, r,... roviny ρ, σ, τ,...

6 Skalární součin. u v = (u 1 v 1 ) 2 +(u 2 v 2 ) 2 +(u 3 v 3 ) 2

GEODETICKÉ VÝPOČTY I.

February 05, Čtyřúhelníky lichoběžníky.notebook. 1. Vzdělávací oblast: Matematika a její aplikace

( ) ( ) 6. Algebraické nerovnice s jednou neznámou ( ) ( ) ( ) ( 2. e) = ( )

Analytická geometrie ( lekce)

Výukový materiál zpracovaný v rámci projektu Výuka moderně Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/

2. ANALYTICKÁ GEOMETRIE V PROSTORU Vektory Úlohy k samostatnému řešení... 21

KONSTRUKTIVNÍ GEOMETRIE

5 Pappova věta a její důsledky

1. jarní série Termín odeslání: 4. února 2019

6 Planimetrie. 6.1 Trojúhelník. body A, B, C vrcholy trojúhelníku. vnitřní úhly BAC = α, ABC = β, BCA = γ. konvexní (menší než 180º)

3) Vypočtěte souřadnice průsečíku dané přímky p : x = t, y = 9 + 3t, z = 1 + t, t R s rovinou ρ : 3x + 5y z 2 = 0.

s p nazýváme směrový vektor přímky p, t je parametr bodu

49. roënìk matematickè olympi dy, III. kolo kategorie A. BÌlovec, 9.ñ12. dubna 2000

Shodná zobrazení v rovině

Ivan Borsenco, zlatý medailista z IMO 2006

Úvod do lineární algebry

Mgr. Tomáš Kotler. I. Cvičný test 2 II. Autorské řešení 7 III. Klíč 15 IV. Záznamový list 17

Trojúhelníky. a jejich různé středy. Součet vnitřních úhlů trojúhelníku = 180 neboli π radiánů.

Trojúhelník a čtyřúhelník výpočet jejich obsahu, konstrukční úlohy

S T E R E O M E T R I E ( P R O S T O R O V Á G E O M E T R I E ) Z Á K L A D N Í G E O M E T R I C K É Ú T VA R Y A J E J I C H O Z N A

Úlohy krajského kola kategorie A

Vzorové řešení 4. série XII. ročníku BRKOSu

8 Podobná (ekviformní) zobrazení v rovině

PLANIMETRIE 2 mnohoúhelníky, kružnice a kruh

pro každé i. Proto je takových čísel m právě N ai 1 +. k k p

Konstruktivní geometrie

Cvičení z Lineární algebry 1

Svobodná chebská škola, základní škola a gymnázium s.r.o. Astaloš Dušan. frontální, fixační. samostatná práce, skupinová práce

Mongeovo zobrazení. Osová afinita

64. ročník matematické olympiády Řešení úloh krajského kola kategorie A

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

Matematika I 12a Euklidovská geometrie

Afinita je stručný název pro afinní transformaci prostoru, tj.vzájemně jednoznačné afinní zobrazení bodového prostoru A n na sebe.

55. ročník matematické olympiády

Kružnice, úhly příslušné k oblouku kružnice

2. kapitola: Euklidovské prostory

c jestliže pro kladná čísla a,b,c platí 3a = 2b a 3b = 5c.

Úlohy domácího kola kategorie A

SBÍRKA ÚLOH STEREOMETRIE. Polohové vlastnosti útvarů v prostoru

CVIČNÝ TEST 49. OBSAH I. Cvičný test 2. Mgr. Tomáš Kotler. II. Autorské řešení 5 III. Klíč 13 IV. Záznamový list 15

Předmět: Ročník: Vytvořil: Datum: MATEMATIKA DRUHÝ MGR. JÜTTNEROVÁ Název zpracovaného celku: PODOBNOST A STEJNOLEHLOST PODOBNOST

1.1 Napište středovou rovnici kružnice, která má střed v počátku soustavy souřadnic a prochází bodem

Úlohy klauzurní části školního kola kategorie A

P L A N I M E T R I E

Téma 5: PLANIMETRIE (úhly, vlastnosti rovinných útvarů, obsahy a obvody rovinných útvarů) Úhly 1) Jaká je velikost úhlu? a) 60 b) 80 c) 40 d) 30

SHODNÁ ZOBRAZENÍ V ROVINĚ

Transkript:

Trojpoměr v geometrii Anša Lauschmannová Co to ten trojpoměr vlastně je? Definice. Trojpoměrem 6 bodu Cpřímky ABvzhledemkbodům A, Bnazýváme číslo(abc) definované takto: (i) leží-li Cnaúsečce AB,je(ABC)= AC BC (ii) leží-li Cmimoúsečku AB,je(ABC)= AC BC. Propevná AaB jekaždémubodu X B napřímce AB přiřazenočíslo (ABX). Naopak, každému reálnému číslu λ 1 je jednoznačně přiřazen bod X na přímce AB. Úloha. Trojpoměr je vlastnost uspořádaných trojic. (a) Nakresletetrojicibodůnapřímcetakových,že(ABC)= 3 aurčetetrojpoměry(bac),(acb),(cab),(bca),(cba). (b) Určete hodnoty zbývajících pěti trojpoměrů pro trojici bodů A, B, C takových, že(abc) = λ. Dokažte, že pro každou uspořádanou trojici různých bodů X, Y, Ztéžepřímkyplatí (XY Z) (Y XZ)=1 (XY Z)+(XZY)=1 Úloha. Charakterizujte případ, kdy pro trojpoměr platí(abc) < 0. Úloha. Zvoltepřímku ABzačíselnouosusbody A[0],B[1],X[x].Načrtněte graffunkce y=(abx). Úloha. Nechťjsoudánybody A, Bačíslo λ 1.Zvolmelibovolnoupřímku AJ ABprocházejícíbodem Aapovažujmejizačíselnouosu,kdebod Jodpovídá 1. Nechť K je čtvrtý vrchol rovnoběžníku JABK. Označme X průsečík přímky ABspřímkou KL,kde Ljebodpřímky AJsesouřadnicí λ.ukažte,že bezohledunavolbubodu Jje(ABX)=λ. Úloha. Zkonstruujte pomocí pravítka a kružítka bod X na přímce AB tak, aby platilo (a) (ABX)= 3 (b) (ABX)= 3 6 Místotrojpoměrsečastějiříkádělicípoměr,aletrojpoměrjekratšíalíbísemivíc. 1

Velké Vrbno 06 (c) (ABX)= 1 (d) (BAX)= 5 1. Tvrzení.(Zachování trojpoměru při promítání.) Trojpoměr každé uspořádané trojice různých bodů přímky se zachovává při rovnoběžném promítání této přímky na kteroukoli jinou přímku a při středovém promítání přímky na přímku s ní rovnoběžnou. Úloha. Nakreslete dvě úsečky AB, XY ležící (a) na rovnoběžných přímkách (b) narůznoběžnýchpřímkách.zvoltebod Cnapřímce ABapřiřaďtemubod Zpřímky XY tak,aby(abc)=(xy Z). K čemu ten trojpoměr vlastně je? Mějmetrojúhelník ABCatřibody A, B, C napřímkách a=bc, b=ac, c= = AB,kterénesplývajísvrcholy A, B, C.Platínásledujícítřivěty: Věta.(Menelaova) Body A, B, C ležínajednépřímceprávětehdy,kdyžplatí (BCA )(CAB )(ABC )=1. Věta.(Cevova) Přímky AA, BB, CC procházejíjednímbodemnebojsourovnoběžnéprávětehdy,když(bca )(CAB )(ABC )= 1. Věta.(VanAubelova) Nechťsepřímky AA, BB, CC protínajívbodě P.Pak platí(aa P)=(ACB )+(ABC ). Cevova věta má nejvíc jednoduchých důsledků. Určitě Tě už někdy napadlo, že jedivné,žetěžnice,výškyiosyúhlůsevždyckyprotnouvjedinémbodě.spomocí Cevovyvětysetodásnadnodokázat. Jak lze sčítat body? Definice. Vektor v prostoru si budeme představovat jako šipku, která má daný směr a velikost, ale můžeme pro ni zvolit libovolný počáteční bod. Je-li dána nějaká soustava souřadnic, umístíme počátek šipky do počátku souřadnic. Koncové body šipkypotomurčujísouřadnicevektoru.můžemetedypsátv=(v 1, v, v 3 ). Důležité je, že vektory umíme sčítat. Pomocí souřadnic se to udělá snadno, prostěsečtemejednotlivésložky,u+v=(u 1 + v 1, u + v, u 3 + v 3 ). 7 Nakreslímelišipkuvtak,žezačínávkoncovémboděšipkyu,jeu+všipkazpočátečního boduudokoncovéhoboduv. 7 Místosoučetvektorůčastotakéříkámelineárníkombinace.

Anša Lauschmannová: Trojpoměr v geometrii Vektoryumímetakénásobitreálnýmčíslem 8 prostětímčíslemvynásobíme jehodélkuazachovámejehosměr.vsouřadnicíchplatí,že λ v=(λv 1, λv, λv 3 ). Všimnětesi,ževýraz[x 1, x, x 3 ]označujesouřadnicebodu X,zatímcovýraz (x 1, x, x 3 )značísouřadnicevektorux. 9 Příklad.(Operacesbody) Střed Súsečky ABmásouřadnice s i = ai+bi,kde i=1,,3,čili S= A+B. Toto je speciální případ následujícího tvrzení při volbě α 1 = α = 1. Soustava rovnic X= αa+βb α+β=1, (první rovnice je stručným zápisem tří rovností v souřadnicích), určuje přímku AB.Podobněplatí,žebod Xležívroviněurčenébody A, Ba Cprávětehdy, kdyžexistujíčísla α, β, γtaková,že α+β+ γ=1 X= αa+βb+ γc. Tvrzení.(Zadáníbodujakosoučtubodů) Zvolmesibody A i ačísla α i,kde i=1,...k.boddefinovanýrovností X= α 1 A 1 + α A + +α k A k je definován nezávisle na volbě soustavy souřadnic právě tehdy, když α 1 + α + +α k =1. Vpřípadě,žeprovšechna α i platí0 α i 1,mluvímeokonvexníkombinaci bodů.zkussirozmyslet,ževšechnykonvexníkombinacedvoubodů AaBtvoří úsečku ABavšechnykonvexníkombinacetříbodů A, Ba C tvoří(vyplněný) trojúhelník ABC.Množiněvšechkonvexníchkombinacíbodů A i říkámekonvexní obal těchto bodů; je to nejmenší konvexní útvar, který všechny tyto body obsahuje, tedyútvarobsahujícívšechnybody,kteréleží mezi zadanýmibody A i. Sčítání bodů lze velmi výhodně využít k hledání těžišť různých objektů. Ukážeme si to na dvou jednoduchých příkladech: 8 Vtomtokontextusečíslůmčastoříkáskaláry. 9 Vmatematické hatmatilce seprostorům, vekterých existujíjakbody, tak vektory, říká afinní prostory. 3

Velké Vrbno 06 Věta.(O těžišti trojúhelníka) Těžnice trojúhelníka ABC se protínají v jednom bodě T,kterémuříkámetěžiště.Todělíkaždoutěžnicivpoměru:1(počítáno od vrcholu k jeho protější straně). Platí T= A+B+ C. 3 Věta.(O těžišti čtyřstěnu) Těžnice čtyřstěnu ABCD se protínají v jediném bodě T,kterémuříkámetěžiště.Tototěžištědělíkaždoutěžnicivpoměru3:1 (počítáno od vrcholu k protější stěně). Platí T= A+B+ C+ D. 4 Těžiště je středem každé úsečky, jejímiž krajními body jsou středy dvou protilehlých hran čtyřstěnu. Příklad.(Dalšíoperacesbody) Vektorzbodu Adobodu Bmásouřadnice v i = b i a i,čiliab= B A.Přivolbě α 1 =1, α = 1tojespeciálnímpřípadem následujícího tvrzení. Tvrzení.(Zadánívektorujakosoučtubodů.) Nechť A i jsoubodyaα i jsoučísla. Vektor definovaný rovností v= α 1 A 1 + α A + +α k A k je definován nezávisle na volbě soustavy souřadnic právě tehdy, když α 1 + α + +α k =0. Úloha. Jedántrojúhelník ABC.Zapištepůlicíbod C těžnice t C jakolineární kombinacibodů A, Ba C. Úloha. Jedánčtyřstěn ABCD.Napišterovnicitěžnice t A. 4

Anša Lauschmannová: Trojpoměr v geometrii Vektorový pohled na trojpoměr Tvrzení.(Rovnice bodu s daným trojpoměrem.) Nechť jsou dány body A a B ačíslo λ 1.Potomexistujeprávějedenbod Ctakový,žeplatí(ABC)=λ.Lze jej zapsat ve tvaru C= 1 1 λ A λ 1 λ B. Věta.(O průsečíku výšek) Výšky trojúhelníka ABC se protínají v jediném bodě V. Je-li navíc O střed kružnice opsané tomuto trojúhelníku, platí V = O+(A O)+(B O)+(C O). Věta.(OEulerověpřímce) Nechť T jetěžištětrojúhelníka ABC, V a Ojako vpředešlévětě.pakbody O, Ta V ležínajednépřímceaplatí,že OT : TV = =1:;jinýmislovy, (OV T) = 1. Literatura První a druhá část vycházejí z poznámek Libora Barta na téma Geometrie trojúhelníka a čtyřúhelníka. Pokud Tě zaujala část třetí, doporučuji Tvé pozornosti přednášku Martina Fraase věnovanou barycentru; oba textíky najdeš v knihovně na našich stránkách. 5