6.Докажите, что два отрезка, соединяющие две противоположные вершины паралле лограмма с серединами двух противопо ложных сторон делят диагональ паралле
лограмма на |
три равные части. |
Д а н о . |
|
О A BCD — параллелограмм, |
Р и Q — се |
|
редины сторон. |
|
|
|
|
Т р е б у е т с я |
до'к а з а т ь . AR — R S = SC . |
|
( У к а з а н и е . |
Параллельны |
ли |
отрезки |
|
Щ и |
РВ ?) |
|
|
|
___ |
|
7+ Если |
в |
задаче |
6 К — середина стороны D C , а М — середина стороны |
A B , |
то будут |
ли |
отрезки В К и DM содержать соответственно точки S и Ю |
По |
чему? |
|
|
|
|
|
|
|
8+. Докажите, что если в задаче 6 диагонали D B и АС пересекаются в точке
Е, то E S = ~ АС.
9*+. Параллельные прямые на этом рисунке
делят отрезок АС на семь конгруэнтных отрезков. Если дано, что A B = 2 и ВС =
=1 -g-, то 7 — это наименьшее число кон
груэнтных отрезков, на которые множе ство параллельных прямых, включающее
прямые AG, В Н и С К , может разделить
отрезок А С . Каким будет при том же ус ловии наименьшее число конгруэнтных отрезков, если
а) |
A B = |
4, |
В С = |
1; |
b) |
А В = |
3,5, |
B C = \ ; |
с) |
A B — 15, |
В С = |
3; |
d) |
А В = |
1 Д |
В С = 0,8; |
е) |
АВ = |
1,414, |
В С = |
1; |
f) |
А В = Ѵ 2, |
ВС = |
1; |
g) |
А В = |
Ѵ З , |
ДС = |
2|/3; |
h) A B = |
V 2, |
B C = |
V 3? |
Конкурсная задача
Этот рисунок должен помочь вам доказать следующую теорему:
Все медианы треугольника пере секаются в одной точке, расстояние которой от любой вершины равно двум третям длины медианы, про веденной из этой вершины.
§ 9. КАК ЭРАТОСФЕН ИЗМЕРИЛ ЗЕМЛЮ
Окружность Земли по экватору равна приблизительно 40000 км. В пятнадцатом веке считалось, что она намного меньше. Поэтому когда Колумб отправился в Индию и пристал к одному из Багам ских островов, он думал, что уже находится в Индии. Таким об разом, его ошибка превосходила ширину Соединенных Штатов плюс ширину Тихого океана.
Однако в третьем веке до нашей эры греки знали эту величину лучше. В то время греческий математик Эратосфен измерил ок
|
|
|
|
|
|
|
|
ружность Земли, и погрешность его результата составляла |
только |
один или два процента. Он придумал следующий метод. |
Сиеной) |
Было замечено, что в Ассуане |
(тогда |
называвшемся |
на Ниле в полдень в день летнего |
солнцестояния |
солнце |
нахо |
дится точно над головой, т. е. в полдень |
этого |
особого |
дня вер |
тикальный столб совсем не отбрасывает тени, |
а дно глубокого |
колодца |
полностью освещено. |
|
|
В |
полдень в день |
На |
нашем рисунке С —это центр Земли. |
летнего солнцестояния Эратосфен измерил в Александрии угол, обозначенный на рисунке буквой а, т. е. угол между вертикаль ным столбом и лучом, исходящим из вершины этого столба и про
ходящим через конец его тени. Он нашел, что этот угол прибли зительно равен 7° 12', или 1/50 всей окружности.
Лучи Солнца, наблюдаемые на Земле, почти параллельны. Если считать, что они действительно параллельны, то внутренние
накрест лежащие |
углы, образуемые на нашем |
рисунке секущей |
с прямыми Іг и |
/2, конгруэнтны. Значит, |
Поэтому |
расстояние от Ассуана до Александрии должно приблизительно равняться 1/50 окружности Земли.
Было известно, что расстояние от Ассуана до Александрии составляет приблизительно 5000 греческих стадий. (Стадия —еди- ница расстояния в древней Греции.) Исходя из этого, Эратосфен пришел к заключению, что окружность Земли должна быть равна 250 000 стадий. Переводя их в километры в соответствии с тем, что говорят нам античные источники о длине стадии, мы полу
чаем |
39 675 км. |
Таким образом, ошибка Эратосфена не состав |
ляла |
и одного |
процента. Позднее он изменил свою оценку даже |
на еще более точную — 252 000 стадий; однако никто, по-видимому,
|
|
|
|
|
|
не знает, чем он при этом |
руководствовался. |
Основываясь |
на |
этом соображении, некоторые |
историки |
полагают, |
что Эратосфен |
был не только великим |
ученым и тщательным вычислителем, |
но |
что он был еще и очень |
удачливым человеком (что в науке |
не |
менее важно, чем в жизни). |
геометрия |
играла в |
прикладной ма |
С самых далеких времен |
тематике ведущую роль. Египтянам она была чрезвычайно нужна, потому что ежегодные разливы Пила смывали маленькие межевые
знаки, которые приходилось восстанавливать заново —и при этом возникали трудные землемерные задачи. И потому слово геометрия происходит от двух греческих слов, означающих земля и мерить. Позднее оказалось, что «геометрию» можно применить не только для измерения земельных участков, но и в буквальном смысле слова «землемерие» — для измерения самой Земли. Это обстоятель ство иллюстрирует общее правило: если математические резуль таты хороши и пригодны для какой-нибудь одной цели, то они обычно оказываются полезными и для других, часто совершенно неожиданных целей, не имевшихся в виду при получении этих результатов.
ЭРАТОСФЕН (276— 194 гг. до нашей эры)
О трудах Эратосфена известно лишь очень немногое. Отдель ные отрывки из его книг сохранились в виде цитат в книгах других античных авторов, но ни одна из его собственных книг до наших дней на дошла. Однако есть указания, что он занимался почти всем: геометрией, астрономией, теорией чисел*, историей и драматургией. Кроме того, он был поэтом. Греки дали ему прозвище Бета (вторая буква греческого алфавита), считая, что буквально в любой области знания он был вторым, но ни в одной из них не был первым. Однако это прозвище было, возможно, и не совсем справедливым: произведенное Эратосфеном измерение Земли бесспорно было выдающимся достижением, что понимали, видимо, и его современники: это открытие в изложении многих других авторов полностью дошло до нас, причем все авторы ссы лаются здесь на Эратосфена.
Вопросы и задачи для повторения Часть 1
|
|
|
|
|
1. Укажите, верно |
или нет каждое |
из следующих утверждений. |
a) Если |
на плоскости прямая |
параллельна одной из двух параллельных |
прямых, то она параллельна |
и другой. |
B ) Диагонали ромба делят углы |
ромба пополам. |
c) Если |
длина |
медианы гипотенузы |
прямоугольного треугольника равна |
7 см, |
то длина гипотенузы равна |
14 см. |
d)Параллелограмм является трапецией.
e)Трапеция является параллелограммом.
f) Если даны две прямые и секущая, то, естественно, углы конгруэнтны.
g)Любая диагональ параллелограмма образует вместе с его сторонами два конгруэнтных треугольника.
h)Диагонали ромба конгруэнтны.
i) Если |
длина одного катета треугольника 30-60-90 равна 8 см , то |
длина |
гипотенузы равна 16 см. |
* Хорошо известен принадлежащий Эратосфену способ составления таблиц простых чисел («зратосфеново решето»), уже в нашем столетии получивший в теории чисел глубокое развитие.
j)Две прямые или параллельны или пересекаются.
k)Если на плоскости прямая пересекает одну из двух параллельных пря мых, то она пересекает и другую.
2. Дополните следующие утверждения: |
|
|
a) |
Если |
даны |
две |
параллельные прямые |
и секущая, |
то внутренние углы |
|
по одну сторону |
от секущей назы ваю тся___ |
|
B ) |
Если |
два |
угла |
одного треугольника |
конгруэнтны |
двум углам другого |
|
треугольника, то . . . . |
|
|
c)Острые углы прямоугольного треугольника являются —
d)Длина гипотенузы треугольника 30-60-90 равна 13; катет противопо
|
ложный |
углу, |
мера |
которого |
равна ....к о н гр у э н тен ... |
гипотенузы |
|
и длина его равна ___ |
|
|
|
|
|
|
|
|
e) |
Если |
три |
или более |
параллельных |
прямых |
отсекают ... |
отрезки |
от |
|
какой-нибудь одной секущей, то . . . . |
|
|
|
|
|
f) |
Аксиома |
параллельности устан авл и вает... прямой, |
содержащей данную |
|
точку и ... прямой, эту точку не содержащей. |
|
|
|
|
3. В |
каждом |
случае |
выберите тот ответ, при котором |
утверждение становится |
верным. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a) |
Если |
диагонали |
четырехугольника |
делят друг |
друга |
пополам, |
то |
|
этот четырехугольник |
есть |
|
|
|
|
|
|
|
|
(і) ромб, |
(іі) квадрат, (ііі) параллелограмм, (іѵ) прямоугольник. |
|
B ) Фигура, |
получающаяся если соединить середины смежных сторон произ |
|
вольного четырехугольника, есть (і) прямоугольник, (іі) параллелограмм, |
|
(ііі) ромб, (іѵ) ни первое, ни второе, ни третье. |
|
|
|
|
c) |
Биссектрисы |
противоположных углов |
параллелограмма, не являющегося |
|
ромбом, |
(і) |
|
параллельны, |
(іі) |
коллинеарны, |
(ііі) перпендикулярны, |
|
(іѵ) скрещиваются. |
|
|
|
|
|
|
|
|
d) |
Биссектрисы |
внутренних |
углов |
по |
одну сторону от секущей к двум |
|
параллельным прямым (і) параллельны, (іі) перпендикулярны, (ііі) пере |
|
секаются, но |
не перпендикулярны, (іѵ) скрещиваются. |
|
|
4 . Достаточны ли следующие условия для доказательства, что данный четы рехугольник является трапецией? параллелограммом? прямоугольником? ромбом? квадратом? (Каждую из этих возможностей нужно рассмотреть отдельно.)
a) Все четыре его стороны конгруэнтны. B ) Две его стороны параллельны.
c)Две его стороны конгруэнтны.
d)Его диагонали делят друг друга пополам.
e)Его диагонали конгруэнтны и делят друг друга пополам.
f) Он является равноугольным.
gЕго) диагонали конгруэнтны и перпендикулярны.
h)Он является равносторонним и равноугольным.
i)Каждые два его противоположных угла конгруэнтны.
j)Каждая диагональ делит пополам два его угла.5
5.Какие из следующих утверждений верны во всех случаях? верны в неко торых случаях? не верны ни в одном случае?
a)Прямолинейные отрезки, лежащие в одной плоскости и не пересекаю щиеся, параллельны.
B) Если даны две прямые и секущая, то биссектрисы двух внутренних накрест лежащих углов параллельны.
c)Диагонали ромба делят друг друга пополам.
d)Диагонали четырехугольника параллельны.
e)Противоположные углы параллелограмма пополнительны.
f)Квадрат является прямоугольником.
g )Если диагональ четырехугольника образует с его сторонами два кон груэнтных тр еу го л ьн и к то этот четырехугольник является параллело граммом.
h)Если длина медианы какой-либо стороны треугольника вдвое меньше
|
длины этой стороны, то этот треугольник — прямоугольный. |
i) |
Если |
две |
противоположные |
стороны |
четырехугольника параллельны, |
|
а другие |
две стороны |
конгруэнтны, |
то этот четырехугольник является |
|
параллелограммом. |
|
|
|
j) |
Если |
два |
противоположных |
угла четырехугольника являются, прямыми, |
|
то этот четырехугольник |
есть прямоугольник. |
Часть |
2 |
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
|
1. Дан |
рисунок, где D |
и Е — середины от |
резков A B и АС. |
|
|
a) |
Чему |
равны |
т /. C B F и |
т А. CED , |
|
если |
т L |
А = |
33 |
и т L С = |
45? |
B ) |
Если |
ВС = |
6, |
то |
D E = ? |
|
c) |
□ |
D B C E является . . . . |
|
2. |
Чему |
равен периметр Д |
PQR, |
если |
Р , Q и R — середины |
сторон Д |
А ВС, |
|
у которого |
Л 0 = 1 2 , |
В С = |
9 и |
Л С = 1 3 ? |
Q |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
М |
к |
3. |
Д а н о . □ |
G H RM — параллелограмм |
и |
|
|
MQ = H P . Т р е б у е т с я |
д о к а з а т ь . От |
|
|
|
резки |
G K и PQ |
делят друг |
друга |
по |
|
|
полам. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. |
На этом |
рисунке □ |
D E B F — параллело |
|
|
|
грамм |
и |
A E = |
C F . |
Докажите, что |
и |
|
|
□A B C D — параллелограмм.
5.Докажите, что если биссектрисы двух соседних углов параллелограмма пересекаются, то они перпендикулярны.
6. Дано, что АС | B D , биссектрисы |
L |
С A B |
|
|
|
и L D B A пересекаются в точке Р и |
|
|
|
|
|
А В = |
2 Р В . |
|
|
|
|
|
Найдите х и |
у. |
|
|
|
|
|
|
|
7. Почему следующее рассуждение несостоятельно? |
|
|
И з т еоремы |
9.-11 |
мы знаем , |
что |
на плоскости две |
прямые, |
параллель |
ные т рет ьей |
прямой, |
параллельны ; поэтому |
если А Р || I, |
ВР\\1 |
и А Р , В Р |
и I компланарны, |
то |
А Р || В Р . (Тем |
самым |
доказывается, что |
две пере |
секающиеся |
прямые |
могут оказаться |
па |
|
|
|
раллельными!) |
|
|
|
|
|
|
|
8.Определите на этом рисунке меру каж дого угла.
9.Докажите, что если на плоскости какая-ли бо прямая перпендикулярна одной из двух пересекающихся прямых, то она не пер пендикулярна другой.