6 Planimetria
Sprawdzian
Grupa A
Zadanie 1 (2 pkt)
W trójkącie równoramiennym \(ABC\), w którym \(|AC| = |BC|\), kąt przy podstawie jest równy \(30^\circ\). Z wierzchołka \(C\) tego trójkąta poprowadzono wysokość. Jaki kąt tworzy ta wysokość z ramieniem trójkąta \(ABC\)?
\(60^\circ\)
Wskazówki:
- Punkt wyjścia i analiza trójkąta: Przypomnij sobie własności trójkąta równoramiennego – kąty przy jego podstawie mają jednakowe miary. Wykonaj szkic pomocniczy i poprowadź wysokość z wierzchołka \(C\) na podstawę \(AB\).
- Główna metoda i relacje kątowe: Wysokość pada na podstawę pod kątem prostym (\(90^\circ\)). Zastanów się, na jakie dwa mniejsze trójkąty wysokość ta dzieli cały trójkąt \(ABC\) i ile wynosi suma kątów w dowolnym trójkącie.
- Kolejność operacji: Rozważ trójkąt prostokątny utworzony przez ramię, wysokość oraz połowę podstawy (lub wyznacz najpierw kąt między ramionami całego trójkąta i skorzystaj z faktu, że wysokość jest jednocześnie dwusieczną). Odejmij znane kąty od \(180^\circ\).
- Weryfikacja wyniku: Sprawdź, czy suma kątów w otrzymanym trójkącie prostokątnym daje dokładnie \(30^\circ + 90^\circ + 60^\circ = 180^\circ\).
- Czego unikać (częsta pułapka): Uważaj, aby nie pomylić szukanego kąta (kąt między wysokością a ramieniem) z kątem przy podstawie trójkąta (\(30^\circ\)) ani z całym kątem wierzchołkowym między ramionami (\(120^\circ\)).
Rozwiązanie krok po kroku:
-
Rysunek pomocniczy i analiza własności trójkąta:
W trójkącie równoramiennym o ramionach \(|AC| = |BC|\) podstawą jest bok \(AB\). Kąty przy podstawie są równe: $$|\sphericalangle CAB| = |\sphericalangle CBA| = 30^\circ$$ Wysokość poprowadzona z wierzchołka \(C\) opada na podstawę \(AB\) w punkcie \(D\) pod kątem prostym, czyli: $$|\sphericalangle CDA| = 90^\circ$$ Oznaczmy szukany kąt między tą wysokością a ramieniem \(AC\) jako \(\alpha = |\sphericalangle ACD|\). -
Sposób I – Wykorzystanie trójkąta prostokątnego \(ADC\):
Wysokość \(CD\) dzieli wyjściowy trójkąt na dwa przystające trójkąty prostokątne: \(\triangle ADC\) oraz \(\triangle BDC\).
Rozpatrujemy trójkąt prostokątny \(ADC\). Wiemy, że suma miar kątów wewnętrznych w każdym trójkącie wynosi \(180^\circ\): $$\alpha + |\sphericalangle CAD| + |\sphericalangle CDA| = 180^\circ$$ Podstawiamy znane wartości miar kątów: $$\begin{aligned} \alpha + 30^\circ + 90^\circ &= 180^\circ \\[8pt] \alpha + 120^\circ &= 180^\circ \\[8pt] \alpha &= 180^\circ - 120^\circ \\[8pt] \alpha &= 60^\circ \end{aligned}$$ -
Sposób II – Wykorzystanie kąta między ramionami i dwusiecznej:
W trójkącie równoramiennym \(ABC\) obliczamy najpierw miarę całego kąta przy wierzchołku \(C\): $$\begin{aligned} |\sphericalangle ACB| &= 180^\circ - (|\sphericalangle CAB| + |\sphericalangle CBA|) \\[8pt] &= 180^\circ - (30^\circ + 30^\circ) \\[8pt] &= 180^\circ - 60^\circ \\[8pt] &= 120^\circ \end{aligned}$$ W trójkącie równoramiennym wysokość poprowadzona z wierzchołka między ramionami jest jednocześnie dwusieczną kąta przy tym wierzchołku. Dzieli zatem kąt \(|\sphericalangle ACB|\) na dwie równe części: $$\alpha = \dfrac{|\sphericalangle ACB|}{2} = \dfrac{120^\circ}{2} = 60^\circ$$ -
Rysunek wynikowy i podsumowanie kątów:
Wysokość poprowadzona z wierzchołka \(C\) tworzy z każdym z ramion trójkąta kąt o mierze \(60^\circ\).
Odpowiedź:
Wysokość tworzy z ramieniem trójkąta \(ABC\) kąt o mierze \(60^\circ\).
Wysokość tworzy z ramieniem trójkąta \(ABC\) kąt o mierze \(60^\circ\).
Wideolekcja:
Nagranie wideo do tego zadania pojawi się wkrótce.
Obejrzyj pełne omówienie zadania krok po kroku:
Zadanie 2 (2 pkt)
Oblicz obwód trójkąta równoramiennego, którego dwa boki mają długości \(5\text{ cm}\) i \(13\text{ cm}\).
\(Obw = 31\text{ cm}\)
Wskazówki:
- Punkt wyjścia i analiza: W trójkącie równoramiennym dwa boki (ramiona) muszą mieć identyczną długość. Skoro podane są dwa boki o długościach \(5\text{ cm}\) i \(13\text{ cm}\), to trzeci bok musi wynosić albo \(5\text{ cm}\), albo \(13\text{ cm}\). Tworzy to dwa potencjalne układy boków.
- Kluczowa metoda i warunek istnienia trójkąta: Aby z trzech odcinków można było zbudować trójkąt, musi zachodzić tzw. nierówność trójkąta – suma długości dowolnych dwóch boków musi być większa od długości boku trzeciego. Wystarczy sprawdzić, czy suma dwóch krótszych boków jest większa od najdłuższego boku trójkąta.
- Kolejność operacji: Sprawdź nierówność trójkąta dla obu wariantów i odrzuć przypadek sprzeczny, w którym suma dwóch krótszych boków nie przewyższa najdłuższego.
- Weryfikacja wyniku i obliczenie obwodu: Po wyłonieniu jedynego geometrycznie możliwego zestawu boków zsumuj wszystkie trzy boki, aby otrzymać szukany obwód trójkąta.
- Czego unikać (częsta pułapka): Nie podawaj automatycznie dwóch rozwiązań (\(5 + 5 + 13 = 23\text{ cm}\) oraz \(13 + 13 + 5 = 31\text{ cm}\)) bez weryfikacji warunku trójkąta. Z trzech odcinków o długościach \(5\text{ cm}\), \(5\text{ cm}\) i \(13\text{ cm}\) w ogóle nie da się ułożyć trójkąta.
Rozwiązanie krok po kroku:
-
Rozpatrzenie możliwych wariantów długości boków trójkąta:
Z definicji trójkąta równoramiennego wynika, że ma on co najmniej dwa boki równej długości (ramiona). Z treści zadania znamy dwa boki: \(5\text{ cm}\) oraz \(13\text{ cm}\). Zatem trzeci bok trójkąta musi mieć taką samą długość jak jeden ze znanych boków. Rozpatrujemy dwa przypadki:
• Wariant I: Boki mają długości \(5\text{ cm}\), \(5\text{ cm}\), \(13\text{ cm}\) (ramiona o długości \(5\text{ cm}\), podstawa \(13\text{ cm}\)).
• Wariant II: Boki mają długości \(13\text{ cm}\), \(13\text{ cm}\), \(5\text{ cm}\) (ramiona o długości \(13\text{ cm}\), podstawa \(5\text{ cm}\)). -
Sprawdzenie warunku istnienia trójkąta (nierówność trójkąta):
Trzy odcinki o długościach \(a\), \(b\), \(c\) mogą utworzyć trójkąt wtedy i tylko wtedy, gdy suma dwóch krótszych boków jest większa od długości boku najdłuższego:
$$a + b > c \quad (\text{dla } c \ge a, b)$$
Sprawdzamy oba warianty:
• Dla Wariantu I (\(5\text{ cm}\), \(5\text{ cm}\), \(13\text{ cm}\)): $$\begin{aligned} 5 + 5 &> 13 \\[4pt] 10 &> 13 \quad \text{— nierówność jest fałszywa (sprzeczność)} \end{aligned}$$ Suma dwóch boków (\(10\text{ cm}\)) jest mniejsza od boku najdłuższego (\(13\text{ cm}\)), co oznacza, że ramiona nie połączą się. Taki trójkąt nie istnieje.
• Dla Wariantu II (\(13\text{ cm}\), \(13\text{ cm}\), \(5\text{ cm}\)): $$\begin{aligned} 5 + 13 &> 13 \\[4pt] 18 &> 13 \quad \text{— nierówność jest prawdziwa} \end{aligned}$$ Warunek istnienia trójkąta jest spełniony. Jest to jedyny możliwy trójkąt spełniający warunki zadania. -
Obliczenie obwodu istniejącego trójkąta:
Boki poszukiwanego trójkąta równoramiennego mają długości: ramiona po \(13\text{ cm}\) oraz podstawa \(5\text{ cm}\).
Obliczamy obwód \(Obw\): $$\begin{aligned} Obw &= 13\text{ cm} + 13\text{ cm} + 5\text{ cm} \\[8pt] &= 31\text{ cm} \end{aligned}$$
Odpowiedź:
Obwód trójkąta wynosi \(31\text{ cm}\).
Obwód trójkąta wynosi \(31\text{ cm}\).
Wideolekcja:
Nagranie wideo do tego zadania pojawi się wkrótce.
Obejrzyj pełne omówienie zadania krok po kroku:
Zadanie 3 (3 pkt)
Trójkąt równoboczny \(T_1\) o boku \(10\text{ cm}\) rozcięto wzdłuż prostej na trapez oraz trójkąt \(T_2\) podobny do trójkąta \(T_1\), o obwodzie \(12\text{ cm}\). Oblicz obwód trapezu.
\(26\text{ cm}\)
Wskazówki:
- Punkt wyjścia i analiza figur podobnych: Trójkąt równoboczny ma wszystkie trzy boki równej długości. Każdy trójkąt podobny do trójkąta równobocznego również jest trójkątem równobocznym. Z podanego obwodu trójkąta \(T_2\) wyznacz w pierwszej kolejności długość jego boku.
- Własność linii rozcięcia: Aby podział trójkąta prostą dał trapez oraz mniejszy trójkąt, linia cięcia musi przecinać dwa ramiona i być równoległa do trzeciego boku (podstawy). Linia cięcia stanowi jednocześnie bok trójkąta \(T_2\) oraz krótszą podstawę powstałego trapezu.
- Plan wyznaczenia boków trapezu: Zidentyfikuj długości wszystkich czterech boków trapezu: dolną podstawę (bok \(T_1\)), górną podstawę (bok \(T_2\)) oraz dwa ramiona (będące różnicą długości boków trójkątów \(T_1\) i \(T_2\)), po czym zsumuj ich długości.
- Weryfikacja za pomocą bilansu obwodów: Zwróć uwagę, że rozcięcie figury wzdłuż odcinka o długości \(x\) powoduje, że odcinek ten wchodzi w skład obwodów obu powstałych figur. Suma obwodów trapezu i trójkąta \(T_2\) jest więc równa obwodowi trójkąta \(T_1\) powiększonemu o podwojoną długość linii cięcia.
- Czego unikać: Nie odejmuj po prostu obwodu trójkąta \(T_2\) od obwodu trójkąta \(T_1\). Linia cięcia nie znika – staje się nowym bokiem zarówno dla małego trójkąta, jak i dla trapezu.
Rozwiązanie krok po kroku:
-
Rysunek pomocniczy i analiza geometryczna podziału:
Trójkąt \(T_1\) jest trójkątem równobocznym o boku długości \(a_1 = 10\text{ cm}\). Aby prosta rozcięła trójkąt na trapez i trójkąt \(T_2\), linia cięcia musi być równoległa do jednego z boków trójkąta \(T_1\). Trójkąt \(T_2\) jest podobny do \(T_1\), a zatem również jest trójkątem równobocznym. -
Wyznaczenie długości boku trójkąta \(T_2\):
Trójkąt \(T_2\) jest trójkątem równobocznym o obwodzie równym \(12\text{ cm}\). Oznaczając długość jego boku jako \(a_2\), otrzymujemy: $$\begin{aligned} Obw(T_2) &= 3 \cdot a_2 \\[8pt] 12 &= 3 \cdot a_2 \\[8pt] a_2 &= \dfrac{12}{3} = 4\text{ cm} \end{aligned}$$ Długość boku trójkąta \(T_2\) wynosi zatem \(4\text{ cm}\). Odcinek ten jest jednocześnie krótszą podstawą trapezu. -
Sposób I – Wyznaczenie poszczególnych boków trapezu:
Powstały trapez posiada cztery boki: - dłuższą podstawę \(a\), która jest bokiem trójkąta \(T_1\): $$a = 10\text{ cm}$$ - krótszą podstawę \(b\), która jest bokiem trójkąta \(T_2\) leżącym na linii rozcięcia: $$b = 4\text{ cm}$$ - dwa ramiona \(c\) oraz \(d\), których długości są równe różnicy długości boków trójkątów \(T_1\) oraz \(T_2\): $$c = d = 10\text{ cm} - 4\text{ cm} = 6\text{ cm}$$ Obliczamy obwód trapezu jako sumę wszystkich jego boków: $$\begin{aligned} Obw &= a + b + c + d \\[8pt] Obw &= 10 + 4 + 6 + 6 \\[8pt] Obw &= 26\text{ cm} \end{aligned}$$ -
Sposób II – Wykorzystanie bilansu obwodów i rysunek wynikowy:
Obwód trójkąta wyjściowego \(T_1\) wynosi: $$Obw(T_1) = 3 \cdot 10\text{ cm} = 30\text{ cm}$$ Linia rozcięcia ma długość \(x = 4\text{ cm}\) i stanowi krawędź wspólną, która wchodzi w skład obwodu trapezu oraz obwodu trójkąta \(T_2\). Suma obwodów obu powstałych figur jest więc równa obwodowi trójkąta wyjściowego powiększonemu o podwojoną długość linii rozcięcia: $$\begin{aligned} Obw(\text{trapezu}) + Obw(T_2) &= Obw(T_1) + 2 \cdot x \\[8pt] Obw(\text{trapezu}) + 12 &= 30 + 2 \cdot 4 \\[8pt] Obw(\text{trapezu}) + 12 &= 38 \\[8pt] Obw(\text{trapezu}) &= 38 - 12 = 26\text{ cm} \end{aligned}$$
Odpowiedź:
Obwód trapezu wynosi \(26\text{ cm}\).
Obwód trapezu wynosi \(26\text{ cm}\).
Wideolekcja:
Nagranie wideo do tego zadania pojawi się wkrótce.
Obejrzyj pełne omówienie zadania krok po kroku:
Zadanie 4 (3 pkt)
Trójkąty \(ABC\) i \(DEF\) są podobne. Oblicz długości boków trójkąta \(ABC\), wiedząc, że jego obwód jest równy \(6\), a długości boków trójkąta \(DEF\) wynoszą: \(3\), \(4\) i \(5\).
Długości boków trójkąta \(ABC\) wynoszą: \(1{,}5\), \(2\) oraz \(2{,}5\) (czyli \(\dfrac{3}{2}\), \(2\), \(\dfrac{5}{2}\)).
Wskazówki:
- Punkt wyjścia i analiza wstępna: Rozpocznij od wyznaczenia obwodu trójkąta \(DEF\), sumując długości wszystkich jego podanych boków: \(3 + 4 + 5\).
- Główna metoda i powiązanie pojęciowe: Zastosuj kluczową własność wielokątów podobnych – stosunek ich obwodów jest równy skali podobieństwa \(k\), czyli \(k = \dfrac{\text{Obw}_{ABC}}{\text{Obw}_{DEF}}\). Alternatywnie możesz zapisać długości boków szukanego trójkąta jako wielokrotności boków trójkąta wyjściowego przy pomocy współczynnika proporcjonalności \(x\): \(3x\), \(4x\) oraz \(5x\).
- Kolejność operacji: Wyznacz wartość skali \(k\), a następnie pomnóż przez nią każdy z boków trójkąta \(DEF\), aby otrzymać długości odpowiadających im boków trójkąta \(ABC\).
- Interpretacja i weryfikacja końcowa: Zsumuj otrzymane boki i upewnij się, że dają dokładnie obwód równy \(6\). Warto również zauważyć, że trójkąt o bokach \(3, 4, 5\) jest prostokątny (\(3^2 + 4^2 = 5^2\)), więc trójkąt \(ABC\) również musi spełniać twierdzenie Pitagorasa.
- Czego unikać (częsta pułapka): Uważaj na kolejność tworzenia stosunku przy wyznaczaniu skali podobieństwa. Ponieważ szukamy boków trójkąta \(ABC\), skala musi wynosić \(k = \dfrac{\text{Obw}_{ABC}}{\text{Obw}_{DEF}} = \dfrac{6}{12} = \dfrac{1}{2}\). Zapisanie odwrotnego ilorazu dałoby skalę równą \(2\), co doprowadziłoby do powiększenia boków zamiast ich pomniejszenia, wbrew podanemu obwodowi.
Rozwiązanie krok po kroku:
-
Rysunek pomocniczy i analiza stanu wyjściowego:
Zauważmy, że boki trójkąta \(DEF\) spełniają zależność Pitagorasa: $$3^2 + 4^2 = 9 + 16 = 25 = 5^2$$ Oznacza to, że trójkąt \(DEF\) jest trójkątem prostokątnym o przyprostokątnych \(3\) i \(4\) oraz przeciwprostokątnej równej \(5\). Trójkąt \(ABC\) jest do niego podobny (\(\triangle ABC \sim \triangle DEF\)), więc również jest trójkątem prostokątnym o takich samych kątach wewnętrznych i proporcjonalnych bokach \(a, b, c\), a jego obwód wynosi \(\text{Obw}_{ABC} = 6\). -
Sposób I – Wykorzystanie skali podobieństwa i stosunku obwodów:
Obliczamy obwód trójkąta \(DEF\), sumując długości jego boków: $$\text{Obw}_{DEF} = 3 + 4 + 5 = 12$$ Zgodnie z twierdzeniem o figurach podobnych, stosunek obwodów dwóch trójkątów podobnych jest równy skali podobieństwa \(k\): $$k = \dfrac{\text{Obw}_{ABC}}{\text{Obw}_{DEF}} = \dfrac{6}{12} = \dfrac{1}{2} = 0{,}5$$ Mając wyznaczoną skalę podobieństwa \(k = 0{,}5\), obliczamy poszczególne boki trójkąta \(ABC\), mnożąc przez nią odpowiadające im boki trójkąta \(DEF\): $$\begin{aligned} a &= k \cdot 3 = \dfrac{1}{2} \cdot 3 = \dfrac{3}{2} = 1{,}5 \\[8pt] b &= k \cdot 4 = \dfrac{1}{2} \cdot 4 = 2 \\[8pt] c &= k \cdot 5 = \dfrac{1}{2} \cdot 5 = \dfrac{5}{2} = 2{,}5 \end{aligned}$$ -
Sposób II – Wykorzystanie współczynnika proporcjonalności:
Z podobieństwa trójkątów wynika, że stosunki długości ich odpowiadających boków są równe: $$\dfrac{a}{3} = \dfrac{b}{4} = \dfrac{c}{5}$$ Wprowadzamy współczynnik proporcjonalności \(x > 0\). Wówczas boki trójkąta \(ABC\) możemy zapisać w postaci: $$a = 3x, \quad b = 4x, \quad c = 5x$$ Wiemy, że obwód trójkąta \(ABC\) wynosi \(6\), co pozwala ułożyć równanie: $$3x + 4x + 5x = 6$$ Rozwiązujemy równanie liniowe: $$\begin{aligned} 12x &= 6 \\[8pt] x &= \dfrac{6}{12} \\[8pt] x &= \dfrac{1}{2} = 0{,}5 \end{aligned}$$ Podstawiamy wyliczoną wartość \(x = 0{,}5\) do wyrażeń na poszczególne boki: $$\begin{aligned} a &= 3 \cdot 0{,}5 = 1{,}5 \\[8pt] b &= 4 \cdot 0{,}5 = 2 \\[8pt] c &= 5 \cdot 0{,}5 = 2{,}5 \end{aligned}$$ -
Weryfikacja poprawności oraz rysunek wynikowy:
Sprawdzamy sumę wyznaczonych boków: $$\text{Obw}_{ABC} = a + b + c = 1{,}5 + 2 + 2{,}5 = 6$$ Weryfikujemy również spełnienie twierdzenia Pitagorasa: $$\begin{aligned} a^2 + b^2 &= (1{,}5)^2 + 2^2 = 2{,}25 + 4 = 6{,}25 \\[8pt] c^2 &= (2{,}5)^2 = 6{,}25 \end{aligned}$$ Zależność \(a^2 + b^2 = c^2\) jest spełniona, co ostatecznie potwierdza poprawność rozwiązania.
Odpowiedź:
Długości boków trójkąta \(ABC\) wynoszą: \(1{,}5\), \(2\) oraz \(2{,}5\).
Długości boków trójkąta \(ABC\) wynoszą: \(1{,}5\), \(2\) oraz \(2{,}5\).
Wideolekcja:
Nagranie wideo do tego zadania pojawi się wkrótce.
Obejrzyj pełne omówienie zadania krok po kroku:
Zadanie 5 (3 pkt)
Stosunek długości odpowiadających sobie boków dwóch prostokątów jest równy \(\dfrac{3}{2}\). Oblicz pole każdej z tych figur, wiedząc, że pole jednej jest o \(20\text{ m}^2\) większe od pola drugiej.
Pole mniejszego prostokąta wynosi \(16\text{ m}^2\), a pole większego prostokąta wynosi \(36\text{ m}^2\).
Wskazówki:
- Punkt wyjścia i analiza: Jeżeli stosunek długości odpowiadających sobie boków dwóch wielokątów jest stały, figury te są podobne. Stosunek ten definiuje skalę podobieństwa \(k = \dfrac{3}{2}\).
- Kluczowa metoda i własność figur podobnych: Wykorzystaj twierdzenie o stosunku pól figur podobnych: stosunek pól dwóch figur podobnych jest równy kwadratowi skali ich podobieństwa, czyli \(\dfrac{P_2}{P_1} = k^2\).
- Kolejność operacji: Oznacz pole mniejszego prostokąta jako \(P_1\), a pole większego jako \(P_2 = P_1 + 20\text{ m}^2\). Zapisz proporcję pól, pomnóż równanie „na krzyż” i wyznacz wartość \(P_1\), a następnie oblicz \(P_2\).
- Weryfikacja wyniku: Sprawdź, czy różnica obliczonych pól wynosi \(20\text{ m}^2\) (\(36 - 16 = 20\)) oraz czy ich stosunek wynosi \(\left(\dfrac{3}{2}\right)^2 = \dfrac{9}{4}\).
- Czego unikać (częsta pułapka): Nie przyrównuj stosunku pól bezpośrednio do skali podobieństwa boków \(\dfrac{3}{2}\). Pamiętaj, że pole powierzchni skaluje się w kwadracie skali podobieństwa (\(k^2\)).
Rozwiązanie krok po kroku:
-
Rysunek pomocniczy i wyznaczenie skali podobieństwa:
Oznaczmy mniejszy prostokąt symbolem \(F_1\) o polu \(P_1\), a większy symbolem \(F_2\) o polu \(P_2\). Ponieważ stosunek długości odpowiadających sobie boków wynosi \(\dfrac{3}{2}\), figury te są podobne w skali: $$k = \dfrac{3}{2}$$ Z treści zadania wiemy, że pole jednej figury jest o \(20\text{ m}^2\) większe od pola drugiej, co daje zależność: $$P_2 = P_1 + 20\text{ m}^2$$ -
Sposób I – Wykorzystanie twierdzenia o stosunku pól figur podobnych:
Stosunek pól figur podobnych jest równy kwadratowi skali podobieństwa: $$\dfrac{P_2}{P_1} = k^2$$ Podstawiamy wartość skali \(k = \dfrac{3}{2}\): $$\dfrac{P_2}{P_1} = \left(\dfrac{3}{2}\right)^2 = \dfrac{9}{4}$$ Wstawiamy zależność \(P_2 = P_1 + 20\) do powyższego równania: $$\dfrac{P_1 + 20}{P_1} = \dfrac{9}{4}$$ Mnożymy obie strony równania na krzyż: $$\begin{aligned} 4(P_1 + 20) &= 9P_1 \\[8pt] 4P_1 + 80 &= 9P_1 \\[8pt] 9P_1 - 4P_1 &= 80 \\[8pt] 5P_1 &= 80 \quad \Big/ : 5 \\[8pt] P_1 &= 16\text{ m}^2 \end{aligned}$$ Obliczamy pole większego prostokąta \(P_2\): $$P_2 = P_1 + 20 = 16 + 20 = 36\text{ m}^2$$ -
Sposób II – Algebraiczne uzależnienie wymiarów boków prostokątów:
Oznaczmy długości boków mniejszego prostokąta jako \(a\) oraz \(b\). Wówczas jego pole powierzchni wynosi: $$P_1 = a \cdot b$$ Boki większego prostokąta są proporcjonalne w stosunku \(\dfrac{3}{2}\), zatem ich długości to odpowiednio \(\dfrac{3}{2}a\) oraz \(\dfrac{3}{2}b\). Pole większego prostokąta wynosi: $$\begin{aligned} P_2 &= \left(\dfrac{3}{2}a\right) \cdot \left(\dfrac{3}{2}b\right) \\[8pt] &= \dfrac{9}{4}ab \\[8pt] &= \dfrac{9}{4}P_1 \end{aligned}$$ Z treści zadania różnica pól jest równa \(20\text{ m}^2\): $$\begin{aligned} P_2 - P_1 &= 20 \\[8pt] \dfrac{9}{4}P_1 - P_1 &= 20 \\[8pt] \dfrac{5}{4}P_1 &= 20 \quad \Big/ \cdot \dfrac{4}{5} \\[8pt] P_1 &= 20 \cdot \dfrac{4}{5} = 16\text{ m}^2 \end{aligned}$$ Pole większego prostokąta: $$P_2 = 16 + 20 = 36\text{ m}^2$$ -
Rysunek wynikowy i zestawienie rezultatów:
Zarówno metoda geometryczna, jak i algebraiczna dają ten sam rezultat. Pole mniejszego prostokąta wynosi \(16\text{ m}^2\), a pole większego prostokąta wynosi \(36\text{ m}^2\).
Odpowiedź:
Pole mniejszego prostokąta wynosi \(16\text{ m}^2\), a pole większego prostokąta wynosi \(36\text{ m}^2\).
Pole mniejszego prostokąta wynosi \(16\text{ m}^2\), a pole większego prostokąta wynosi \(36\text{ m}^2\).
Wideolekcja:
Nagranie wideo do tego zadania pojawi się wkrótce.
Obejrzyj pełne omówienie zadania krok po kroku:
Grupa B
Zadanie 1 (2 pkt)
W trójkącie równoramiennym $ABC$, w którym $|AC| = |BC|$, kąt przy podstawie jest równy $50^{o}$. Z wierzchołka $C$ tego trójkąta poprowadzono wysokość. Jaki kąt tworzy ta wysokość z ramieniem trójkąta $ABC$?
Kąt, który tworzy wysokość z wierzchołka $C$ z ramieniem trójkąta, jest równy $40^{o}$.
Zadanie 2 (2 pkt)
Oblicz obwód trójkąta równoramiennego, którego dwa boki mają długości 7 cm i 15 cm.
Obwód trójkąta wynosi $37\text{ cm}$.
Zadanie 3 (3 pkt)
Trójkąt równoboczny $T_1$ o boku $12 \text{ cm}$ rozcięto wzdłuż prostej na trapez oraz trójkąt $T_2$ podobny do trójkąta $T_1$, o obwodzie $9 \text{ cm}$. Oblicz obwód trapezu.
Obwód trapezu wynosi $33 \text{ cm}$.
Zadanie 4 (3 pkt)
Trójkąty $ABC$ i $DEF$ są podobne. Oblicz długości boków trójkąta $ABC$, wiedząc, że jego obwód jest równy $10$, a długości boków trójkąta $DEF$ wynoszą: $2, 3$ i $4$.
Długości boków trójkąta $ABC$ wynoszą $a = \frac{20}{9}$, $b = \frac{10}{3}$, $c = \frac{40}{9}$.
Zadanie 5 (3 pkt)
Stosunek długości odpowiadających sobie boków dwóch prostokątów jest równy $4$. Oblicz pole każdej z tych figur, wiedząc, że pole jednej jest o $45\text{ m}^2$ większe od pola drugiej.
Pole mniejszego prostokąta wynosi $3\text{ m}^2$, a pole większego prostokąta wynosi $48\text{ m}^2$.
