Геометрия · 7 класс · урок 4 из 4 · Атанасян, «Геометрия 7–9», гл. II, § 4

Задачи на построение

Выход к заданиям: ОГЭ №15, ОГЭ №19, ОГЭ №24

Сначала нужно знать
Второй и третий признаки равенства
Зачем этот урок
ОГЭ №16 и №19: радиус, хорда, диаметр; построения циркулем и линейкой держатся на признаках равенства
Дальше
Параллельные прямые
Треугольники · урок 4
Окружность. Задачи на построение
Что можно построить циркулем и линейкой — и почему это верно
Окружность
OABCDEFr

Предложение, разъясняющее смысл названия, называется определением.

Окружностью называется геометрическая фигура, состоящая из всех точек плоскости, расположенных на заданном расстоянии от данной точки. Данная точка — центр, отрезок от центра до точки окружности — радиус; все радиусы равны.

Отрезок, соединяющий две точки окружности, — хорда. Хорда через центр — диаметр: он вдвое больше радиуса, центр — его середина.

Дуги и круг
ABLM

Любые две точки окружности делят её на две части — дуги. Чтобы различать дуги с концами AA и BB, ставят третью точку: ⌣ALB\smile ALB и ⌣AMB\smile AMB.

Часть плоскости, ограниченная окружностью, называется кругом.

Окружность чертят циркулем, на местности — верёвкой, натянутой от колышка.

Циркуль и линейка
  • В геометрии особо выделяют построения только циркулем и линейкой без делений.
  • Линейкой можно провести произвольную прямую и прямую через две данные точки.
  • Циркулем — окружность произвольного радиуса и окружность с данным центром и радиусом, равным данному отрезку.
  • Отложить отрезок, равный ABAB, на луче OCOC: окружность радиуса ABAB с центром OO пересекает луч в точке DD — отрезок ODOD искомый.
Угол, равный данному
ABCOMDE
  • Окружность произвольного радиуса с центром AA пересекает стороны угла в BB и CC.
  • Окружность того же радиуса с центром OO пересекает луч OMOM в точке DD.
  • Окружность с центром DD радиуса BCBC пересекает предыдущую в точке EE. ∠MOE\angle MOE — искомый.
  • Почему: AB=ODAB = OD, AC=OEAC = OE (радиусы равных окружностей), BC=DEBC = DE — △ABC=△ODE\triangle ABC = \triangle ODE по трём сторонам, значит, ∠DOE=∠BAC\angle DOE = \angle BAC.
Биссектриса угла
ABCE
  • Окружность с центром в вершине AA пересекает стороны угла в BB и CC.
  • Окружности радиуса BCBC с центрами BB и CC пересекаются в точке EE внутри угла. Луч AEAE — биссектриса.
  • Почему: △ACE=△ABE\triangle ACE = \triangle ABE по трём сторонам (AEAE общая, AC=ABAC = AB, CE=BECE = BE), значит, ∠CAE=∠BAE\angle CAE = \angle BAE.
Угол циркулем и линейкой можно делить на 22, 44, 88, … равных частей. А трисекция — деление произвольного угла на три равные части — невозможна: это доказали лишь в XIX веке.
Перпендикуляр через точку прямой
MABaPQ
  • На прямой aa от точки MM откладываем равные отрезки MAMA и MBMB.
  • Окружности радиуса ABAB с центрами AA и BB пересекаются в точках PP и QQ. Прямая MPMP — искомая.
  • Почему: PA=PBPA = PB, треугольник PABPAB равнобедренный, PMPM — его медиана к основанию, а значит, и высота: PM⊥aPM \perp a.
Середина отрезка
ABPQO12
  • Окружности радиуса ABAB с центрами AA и BB пересекаются в точках PP и QQ. Прямая PQPQ пересекает ABAB в точке OO — середине.
  • Почему: △APQ=△BPQ\triangle APQ = \triangle BPQ по трём сторонам, поэтому ∠1=∠2\angle 1 = \angle 2.
  • Тогда POPO — биссектриса равнобедренного треугольника APBAPB, а значит, и медиана: AO=OBAO = OB.
Перпендикуляр из точки вне прямой
MaABNC12
  • Окружность с центром MM пересекает прямую aa в точках AA и BB.
  • Окружности с центрами AA и BB, проходящие через MM, пересекаются ещё в точке NN. Прямая MNMN — искомая.
  • Почему: △AMN=△BMN\triangle AMN = \triangle BMN по трём сторонам, поэтому ∠1=∠2\angle 1 = \angle 2, и MCMC — биссектриса равнобедренного △AMB\triangle AMB, а значит, и высота: MN⊥aMN \perp a.
Атанасян, № 145Пример 1
OMKP
Отрезок MKMK — диаметр окружности с центром OO, а MPMP и PKPK — равные хорды этой окружности. Найдите ∠POM\angle POM.
  1. △MOP=△KOP\triangle MOP = \triangle KOP по трём сторонам: OM=OKOM = OK (радиусы), MP=PKMP = PK, OPOP — общая.
  2. Значит, ∠POM=∠POK\angle POM = \angle POK. Эти углы смежные (MM, OO, KK на одной прямой), в сумме 180∘180^\circ.
  3. ∠POM=90∘\angle POM = 90^\circ.
Ответ: 90∘90^\circ
Атанасян, № 146Пример 2
Отрезки ABAB и CDCD — диаметры окружности с центром OO. Найдите периметр треугольника AODAOD, если CB=13CB = 13 см, AB=16AB = 16 см.
  1. OA=OB=OC=OD=16:2=8OA = OB = OC = OD = 16 : 2 = 8 см — радиусы.
  2. △AOD=△BOC\triangle AOD = \triangle BOC по первому признаку: OA=OBOA = OB, OD=OCOD = OC, ∠AOD=∠BOC\angle AOD = \angle BOC (вертикальные). Значит, AD=CB=13AD = CB = 13 см.
  3. PAOD=8+8+13=29P_{AOD} = 8 + 8 + 13 = 29 см.
Ответ: 2929 см
Атанасян, № 155Пример 3
С помощью циркуля и линейки постройте угол, равный: а) 45∘45^\circ; б) 22∘30′22^\circ 30'.
  1. а) Через точку прямой строим перпендикуляр — получаем прямой угол 90∘90^\circ. Строим его биссектрису: 90∘:2=45∘90^\circ : 2 = 45^\circ.
  2. б) Строим биссектрису угла 45∘45^\circ: 45∘:2=22,5∘=22∘30′45^\circ : 2 = 22{,}5^\circ = 22^\circ 30'.
Ответ: перпендикуляр и одна или две биссектрисы
Главное
  • Окружность — все точки на данном расстоянии от центра; радиус, хорда, диаметр =2r= 2r, дуга, круг.
  • Циркулем и линейкой строят: угол, равный данному; биссектрису; перпендикуляр; середину отрезка.
  • Каждое построение доказывается признаком равенства треугольников (чаще третьим).
  • Трисекция произвольного угла циркулем и линейкой невозможна.

Все уроки станции «Треугольники»

  1. Первый признак равенства треугольников
  2. Медианы, биссектрисы и высоты
  3. Второй и третий признаки равенства
  4. Задачи на построение