Файл: Моиз Э.Э. Геометрия.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 271

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

6. Рассмотрим Д G H K . Не можете ли вы придумать простой метод, позволя­

ющий, не делая чертежа, определить, какие стороны и углы заключены между какими углами и сторонами?

 

a)

Заключен

ли L

Я

между GH и Н К }

 

 

 

 

 

 

B )

Заключена

ли сторона

С К

между

/

С и L b С?

 

 

 

 

 

c) Какой угол заключен между GH и ШС?

 

 

 

 

 

 

d) К акая

сторона заключена между

L G и L Ю

 

 

 

 

( З а м е ч а н и е .

В задачах

7— 13 для

построения углов и отрезков нужно

пользоваться масштабной линейкой и транспортиром.)

 

 

 

 

7.

Постройте

Д

R S T ,

у

которого

R S =

5

см, R T =

3 см и т L R =

35.

 

8.

Постройте

Д

АВС,

у

которого

AB =

4 см, т L

А =

45 и т L

В =

60.

Если

 

построить

несколько треугольников А В С с теми

же данными,

то как

будут

 

соотноситься

эти. треугольники?

 

 

 

 

 

 

 

9.

Постройте

A M N P ,

у

которого MN =

6 см, N P — 4

см и РМ = 7 см. Для

 

того чтобы закончить

построение, вам

может потребоваться циркуль.

 

10.

Пользуясь одной лищь линейкой, постройте треугольник, никакие две сто­

 

роны которого не конгруэнтны.

Затем

постройте

второй

треугольник,

кон­

 

груэнтный

первому, и опишите

шаги, которые вы сделали. Существует лишь

 

один способ

построения

второго

треугольника по первому или несколько?

 

Сколькими

из

шести элементов

первого треугольника

вы

воспользовались

 

при построении второго? Каково наименьшее число попарно конгруэнтных

 

элементов, необходимое, чтобы гарантировать конгруэнтность самих треуголь­

 

ников?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11.

 

Постройте

 

Д

А ВС , у которого

т L А = 4 0 ,

ЛС =

6 см

и

С В = 4 см. За­

 

тем

постройте

 

A DBB,

у

которого т L D = 40,

D F = 6 CM

и РЕ= 4

см.

 

Обязательно

ли

Д А В С

и д

D E F конгруэнтны?

 

 

 

 

 

 

 

12.

 

В

задаче 8

вы

должны

были

прийти к заключению,

что

все

треугольники

 

А В С , меры

 

некоторых элементов (сторон, углов)

которых

известны,

конг­

 

руэнтны между собой, т. е. в с е

соответствующие их элементы конгруэнтны.

 

В случае, когда это верно, мы

будем говорить, что три данных элемента

 

определяют треугольник. В

задаче 11

вы должны

были

найти два

некон­

 

груэнтных

треугольника,

три

элемента которых имеют заданные меры.

 

А задача 7 — допускает

ли

она

один

треугольник в качестве

решения

или

 

больше?1) А задача 9? Можно ли указать такие меры углов и отрезков, ко­

 

торые не задавали бы

ни

о д н о г о

треугольника?

 

 

 

 

 

 

13*.

Постройте треугольник, определяемый каждой системой заданных ниже

 

мер; если заданные числа допускают

два

треугольника,

то

постройте их

 

оба. Если можно построить больше двух треугольников

или

нельзя

пост­

 

роить ни одного, то объясните почему:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1)Тут авторы допускают некоторую непоследовательность, считая в с е (бес­

конечно много различных!) конгруэнтные треугольники

о д н и м

решением за­

дачи, что противоречит подчеркнутому отказу от использования

знака = для

обозначения

конгруэнтности. Более согласовалась бы

с установками книги

следующая

(к сожалению,

громоздкая) формулировка: допускает

ли задача 7

в качестве решения о д и н

к л а с с конгруэнтных треугольников или больше?

5 Геометрия

129


a) т £ М =

30,

МО — 2,

т £ 0

90;

 

 

b)

т £

В =

55,

AB =

5,

ВС =

3;

 

 

c)

т £

G =

35,

GH — 6,

ЯУ =

4;

 

 

d)

A B =

5,

ВС =

3,

АС =

4;

 

 

 

e)

т £ М =

80,

МО =

2,

 

т £ О — 120;

 

 

0

Я Я =

8,

£•/=• =

 

3,

D F =

4;

 

 

 

g)

D £ == 4,

D F =

8,

m Z

 

D =

60;

 

 

h)

m £

А =

70,

m 2 fi =

60, m £ C =

50.

 

14*. а) Д

Л ВС

и Д

 

D £ F

не

пересекаются,

и точка Л4 лежит между В

и С.

 

Каким из двух символов — =

или ~

— нужно заполнить пропуски,

чтобы

 

каждое из

следующих

предложений превратилось в осмысленное и по

 

возможности

верное утверждение?

 

 

 

I)

Д

А В С

... Д

DEF\

 

 

 

 

 

 

II)

т

£

В

... т

£

Е;

 

 

 

 

 

 

I II)

ВС ...

E F ;

 

 

 

 

 

 

 

 

IV) A B ... DË;

V)£ Е ... £ F-,

VI) £ А В М ... £ ABC-,

V I I )

т

£

А В М

... т £

D E F ;

 

 

 

 

 

 

 

 

V I I I )

A B

... DE.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b)

В какой

 

из

строчек I) — VI I I )

имели бы

смысл

оба символа: =

и

^ ?

c)

Если

бы AB был тем же

самым

отрезком, что

и DE, а точки

С

и F

 

были

бы различны, то в какой строчке символ

 

заменился

бы

симво­

 

лом

= ?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15*.

Д ан

А

АВС . Если

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д

А В С 9 ^ Д

ВА С и Д А В С

Д

АСВ,

 

 

 

то

какое

заключение можно

сделать

относительно

Д АВС? Как

вы

дока­

жете, что ваше заключение справедливо?

 

 

 

 

 

 

16*.

Дано,

что

P C J_ КМ, причем К — Р М. Точки А и В лежат по ту же сто­

рону от КМ,

что

и С, но точки А

и В лежат

по противоположные стороны

 

^ '■>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

< >

 

 

 

 

ВСР.

от PC . Точка А лежит по ту же сторону от PC, что и К , и Д А С Р 9 = Д

Докажите,

что

Д

K P А ~

Д

М Р В .

 

 

 

 

 

 

 

 

17*.

Если

 

 

 

Д

A B C S Ë Д

D E F и Д

D E F ^ Д G H K,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

то какое

заключение можно

сделать

относительно

Д

А В С и Д GHK? Как

вы докажете,

что ваше

заключение

справедливо?

Сформулируйте теорему,

обобщающую эту ситуацию.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Конкурсная задача

Отношение эквивалентности определяется как отношение *, связывающее пары

элементов

некоторого

множества и обладающее следующими

свойствами:

Если

а, Ь и с — любые элементы

данного множества, то

 

 

(ii ) а * а

 

 

 

 

(рефлективность),

 

(it)

Если

а * b,

то

b * а

 

(симметричность).

 

(iii)

Если

а * Ь

и

Ь * с ,

то а * с

(транзитивность).

Применяя это определение, нужно звездочку (*) заменять данным отноше-, нием. Рассмотрим, например, отношение: «имеет то же место рождения, что и», связывающее элементы множества всех людей и указывающее, что данные два человека родились в одном и том же родильном доме. Мы будем иметь:

(/) а имеет то же место рождения, что и а.

130


(ii)Если а имеет то же место рождения, что и Ь, то и b имеет то же место рождения, что и а.

(iii)Если а имеет то же место рождения, что и Ь, а b имеет то же место рождения, что и с, то а имеет то же место рождения, что и с.

Поскольку все эти утверждения

верны, мы говорим, что

наше отношение

является

отношением эквивалентности.

 

 

 

 

 

a) Показать,

что конгруэнтность треугольников является отношением экви­

валентности.

Вам нужно

объяснить,

почему верно каждое из трех

указанных

утверждений.

В

своем доказательстве вы можете использовать

задачу

17.

B ) Для каждого из следующих отношений выберите подходящее множество,

пары

элементов

которого оно связывает, а затем определите,

какие

из этих

отношений являются отношениями эквивалентности:

 

 

 

«меньше,

чем»,

«равно»,

«обратно»,

«является

одноклассником»,

«проживает

в том

же

городе,

что и»,

«выше, чем», «ходит

быстрее, чем»,

«такой

же мок­

рый,

как».

 

 

 

 

 

 

 

 

§ 3. АКСИОМЫ КОНГРУЭНТНОСТИ ТРЕУГОЛЬНИКОВ

Как вы уже, несомненно, сами заметили, существует, по крайней мере, три ситуации, когда мы можем сделать заключе­ ние, что некоторое соответствие между двумя треугольниками является конгруэнтностью.

В первом случае соответствие АВС DEF называется СУСсоответствием; под этим мы подразумеваем, что две стороны и заключенный между ними угол первого треугольника конгруэнтны соответствующим элементам второго. (Буквы «СУС» заменяют слова «сторона, угол, сторона».) Из этих условий следует, что Д АВС ^

Д DEF.

В

Е

Во втором случае соответствие АВС DEF называется УСУ- соответствием; под этим мы подразумеваем, что два угла и зак­ люченная между ними сторона первого треугольника конгруэнтны соответствующим элементам второго. (Буквы «УСУ» заменяют

слова «угол, сторона,

угол».) И из этих условий следует, что

A A B C AD E F .

 

в

Е

5 *

131


Наконец, в третьем случае соответствие АВС DEF назы­ вается ССС-соответствием; под этим мы подразумеваем, что все три стороны первого треугольника конгруэнтны соответствующим

сторонам второго. (Буквы

«ССС» заменяют слова «сторона, сто­

рона, сторона».) И здесь

мы должны иметь /\A B C ~ l\D E F .

В

Е

F

ССС

Мы придадим этим наблюдениям формальный характер, зафик­ сировав их в следующих аксиомах?

Аксиома 15 (СУС-аксиома)

Каждое СУС-соответствие является конгруэнтностью.

Аксиома 16 (УСУ-аксиома)

Каждое УСУ-соответствие является конгруэнтностью.

Аксиома 17 (ССС-аксиома)

Каждое ССС-соответствие является конгруэнтностью.

Эти аксиомы мы чаще всего будем применять

к соответствиям

между двумя р а з л и ч н ы м и треугольниками.

Однако мы ви­

дели, что в некоторых случаях можно установить также (нетож­

дественное) соответствие между треугольником и

им самим;

наши три аксиомы применимы и в таких случаях.

Таким обра­

зом, СУС-аксиому можно проиллюстрировать так;

 

В

Е

 

AABC^ADEF

но также и так?

132


здесь пометки говорят нам, что соответствие

А

АВС ■—АСВ есть СУС-соответствие. Поэтому

 

мы можем применить СУС-аксиому и заклю­

 

чить, что Д Л З С ойД Л С Б .

 

П р е д о с т е р е ж е н и е . Такой вещи,

как ССУ-аксиома, не

существует!

 

5

Е

Соответствие АВС •—DEF на этом рисунке является «ССУ-соот­

ветствием»: две стороны и

не з а к л ю ч е н н ы й между ними

угол Д Л В С

конгруэнтны

соответствующим

элементам Д DEF.

Но это соответствие, очевидно, конгруэнтностью

не является. И

в самом деле,

сторона DF слишком длинна,

Е

слишком велик,

аF слишком мал

Конечно, из того, что равны соответствующие углы, следует только, что два треугольника имеют одну и ту же форму, они не обязаны иметь один и тот же размер.

Треугольники, связанные таким образом (связанные «УУУ-со- ответствием»), называются подобными.

Начиная с этого момента мы для краткости часто будем ссы­ латься на наши три аксиомы просто как на СУС, УСУ и ССС.

Задачи к § 3

1. В каждой из изображенных на рисунке пар треугольников конгруэнтные элементы треугольников указаны пометками. Какие треугольники конгру­ энтны по С У С - аксиоме?

133

2. В каждой из изображенных на следующей странице пар треугольников конг­ руэнтные элементы указаны пометками. Назовите, если это возможно, аксиому конгруэнтности (СУС, У С У или ССС), из которой следует, что соответствующие треугольники конгруэнтны.

§ 4. ДОКАЗАТЕЛЬСТВО ПОСТАРАЙТЕСЬ ПРИДУМАТЬ САМИ!

Теперь у вас имеется достаточно материала, чтобы на его базе можно было самостоятельно проводить подлинные геометри­ ческие доказательства. Начиная с этого момента придумывание собственных доказательств составит очень важную часть вашей работы, и, может быть, это покажется вам более занимательным, чем разбирать придуманные другими доказательства.

Приведем пару примеров, чтобы показать, как поступают, когда стараются найти доказательство, и как его записывают.

Приме р 1.

Если два отрезка делят друг друга пополам, то отрезки, соединяющие концы данных отрезков, конгруэнтны.

Приступая к решению такого рода задачи, прежде всего нужно сделать рисунок и обозначить каждую вершину какой-нибудь прописной буквой. Затем нужно сформулировать предположение и заключение в принятых вами обозначениях.

134