Lecția 2 din 3 · Patrulatere
Paralelograme particulare: dreptunghi, romb, pătrat
Dreptunghiul, rombul și pătratul sunt paralelograme cu o condiție în plus. În această lecție înveți ce condiție anume, ce proprietăți suplimentare capătă fiecare (mai ales legate de diagonale) și cum recunoști fiecare formă doar din felul în care se comportă diagonalele.
Ce vei învăța
- Definesc dreptunghiul, rombul și pătratul ca paralelograme particulare.
- Aplic proprietățile diagonalelor dreptunghiului, rombului și pătratului.
- Recunosc un dreptunghi, un romb sau un pătrat pe baza proprietăților diagonalelor.
- Calculez laturi și diagonale folosind teorema lui Pitagora.
- Deosebesc proprietățile care se transmit de la paralelogram de cele specifice fiecărei forme particulare.
Recomandat înainte: Patrulaterul convex. Paralelogramul. Linia mijlocie în triunghi
Ideea de bază
Dreptunghiul, rombul și pătratul sunt, mai întâi de toate, paralelograme: au toate proprietățile paralelogramului. Fiecare adaugă o singură condiție: dreptunghiul un unghi drept, rombul două laturi alăturate congruente, pătratul pe amândouă.
Condiția în plus schimbă diagonalele: în dreptunghi devin congruente, în romb devin perpendiculare și bisectoare ale unghiurilor, în pătrat devin și congruente, și perpendiculare.
Dreptunghiul
Definiție
Dreptunghiul este paralelogramul cu un unghi drept.
Într-un paralelogram, unghiurile opuse sunt congruente și unghiurile alăturate sunt suplementare. Dacă un unghi are , unghiul opus are tot , iar fiecare unghi alăturat, fiind suplementar cu , are tot . Așadar, într-un dreptunghi, toate cele patru unghiuri sunt drepte.
Proprietatea diagonalelor dreptunghiului
Diagonalele unui dreptunghi sunt congruente (pe lângă faptul că se înjumătățesc, ca la orice paralelogram).
Recunoașterea dreptunghiului
Dacă un paralelogram are diagonalele congruente, atunci este dreptunghi.
De ce: în paralelogramul cu , triunghiurile și au (laturi opuse), comună și . Sunt congruente (cazul latură-latură-latură, LLL), deci . Cele două unghiuri sunt alăturate în paralelogram, deci suplementare. Fiind și congruente, fiecare are .
Rombul
Definiție
Rombul este paralelogramul cu două laturi alăturate congruente.
Într-un paralelogram, laturile opuse sunt deja congruente. Dacă, în plus, două laturi alăturate sunt congruente, atunci toate cele patru laturi ale paralelogramului sunt congruente. Așadar, într-un romb, toate laturile sunt congruente.
Proprietățile diagonalelor rombului
Diagonalele unui romb sunt perpendiculare și fiecare este bisectoarea unghiurilor din vârfurile prin care trece (pe lângă faptul că se înjumătățesc, ca la orice paralelogram).
Recunoașterea rombului
Dacă un paralelogram are diagonalele perpendiculare, atunci este romb.
De ce: în rombul cu diagonalele care se taie în , triunghiul este isoscel (), iar este mediană pe baza . Într-un triunghi isoscel, mediana corespunzătoare bazei este și înălțime, și bisectoare: deci și împarte unghiul din în două unghiuri congruente. Același raționament funcționează în celelalte vârfuri.
Invers, dacă diagonalele unui paralelogram sunt perpendiculare, triunghiurile și au comună, și unghiurile din drepte. Sunt congruente (latură-unghi-latură, LUL), deci : două laturi alăturate congruente, adică romb.
Pătratul
Definiție
Pătratul este paralelogramul cu un unghi drept și cu două laturi alăturate congruente. Cu alte cuvinte, pătratul este în același timp dreptunghi și romb.
Pătratul moștenește toate proprietățile dreptunghiului (unghiuri drepte, diagonale congruente) și toate proprietățile rombului (laturi congruente, diagonale perpendiculare și bisectoare ale unghiurilor).
Recunoașterea pătratului
Dacă un paralelogram are diagonalele congruente și perpendiculare, atunci este pătrat.
Comparație: paralelogram, dreptunghi, romb, pătrat
| Figura | Diagonalele întotdeauna | Diagonalele nu sunt neapărat |
|---|---|---|
| Paralelogram | se înjumătățesc | congruente, perpendiculare, bisectoare |
| Dreptunghi | se înjumătățesc și sunt congruente | perpendiculare, bisectoare |
| Romb | se înjumătățesc și sunt perpendiculare și bisectoare | congruente |
| Pătrat | se înjumătățesc și sunt congruente, perpendiculare și bisectoare | niciuna, toate sunt garantate |
O condiție nu le dă pe toate
Diagonale congruente înseamnă dreptunghi, nu neapărat pătrat. Diagonale perpendiculare înseamnă romb, nu neapărat pătrat. Ai nevoie de AMBELE condiții ca să tragi concluzia că este pătrat.
Fiecare pătrat este și dreptunghi, și romb. Dar nu orice dreptunghi este pătrat (doar dacă are și laturile alăturate congruente) și nu orice romb este pătrat (doar dacă are și un unghi drept).
Exemple rezolvate
Exemplul 1: dintr-un unghi drept la toate
Un paralelogram are un unghi de . Ce fel de paralelogram este și cât măsoară celelalte trei unghiuri?
Vezi rezolvarea
Un paralelogram cu un unghi drept este, prin definiție, dreptunghi.
Toate cele patru unghiuri sunt de .
Exemplul 2: diagonala dreptunghiului cu teorema lui Pitagora
Un dreptunghi are laturile cm și cm. Calculează lungimea diagonalei.
Vezi rezolvarea
Diagonala unui dreptunghi este ipotenuza unui triunghi dreptunghic cu catetele egale cu cele două laturi alăturate.
Exemplul 3: o latură necunoscută, din diagonală
Un dreptunghi are diagonala cm și o latură de cm. Calculează cealaltă latură.
Vezi rezolvarea
Exemplul 4: recunoașterea dreptunghiului din diagonale
Un paralelogram are diagonalele cm. Ce fel de paralelogram este?
Vezi rezolvarea
Diagonalele sunt congruente, deci este dreptunghi (criteriul de recunoaștere).
Exemplul 5: latura rombului din diagonale
Un romb are diagonalele cm și cm. Calculează lungimea laturii.
Vezi rezolvarea
Diagonalele rombului sunt perpendiculare și se înjumătățesc, deci jumătățile lor, cm și cm, sunt catetele unui triunghi dreptunghic a cărui ipotenuză este chiar latura rombului.
Exemplul 6: o diagonală a rombului din latură și cealaltă diagonală
Un romb are latura cm și o diagonală de cm. Calculează cealaltă diagonală.
Vezi rezolvarea
Jumătatea diagonalei date este cm. Ea și jumătatea diagonalei căutate sunt catetele unui triunghi dreptunghic cu ipotenuza cm.
Exemplul 7: recunoașterea rombului din diagonale
Un paralelogram are diagonalele perpendiculare. Ce fel de paralelogram este? Este neapărat pătrat?
Vezi rezolvarea
Diagonalele perpendiculare fac din un romb (criteriul de recunoaștere). Nu este neapărat pătrat: pentru pătrat ar trebui ca diagonalele să fie și congruente, condiție care nu este dată aici.
Exemplul 8: diagonala pătratului
Un pătrat are latura cm. Calculează lungimea diagonalei.
Vezi rezolvarea
Pătratul este și dreptunghi, deci diagonala este ipotenuza unui triunghi dreptunghic cu catetele egale cu latura.
Exemplul 9: latura pătratului din diagonală
Un pătrat are diagonala cm. Calculează latura.
Vezi rezolvarea
Este exemplul anterior, citit invers: diagonala și latura sunt legate prin .
Exemplul 10: recunoașterea pătratului
Un paralelogram are diagonalele congruente și perpendiculare. Ce fel de patrulater este ?
Vezi rezolvarea
Diagonalele congruente arată că este dreptunghi; diagonalele perpendiculare arată că este romb. Fiind și dreptunghi, și romb, este pătrat.
Exemplul 11: direcția implicației (dreptunghi vs. pătrat)
Adevărat sau fals: „Orice dreptunghi este pătrat.” Justifică.
Vezi rezolvarea
Fals. Un dreptunghi are toate unghiurile drepte, dar laturile alăturate pot avea lungimi diferite (de exemplu cm și cm). Devine pătrat doar dacă, în plus, laturile alăturate sunt congruente.
Exemplul 12: recunoașterea rombului din laturi
Un patrulater convex are toate cele patru laturi congruente. Poți afirma că este romb?
Vezi rezolvarea
Da. Definiția cere ca rombul să fie mai întâi paralelogram, așa că verifici asta întâi. Laturile opuse sunt congruente două câte două (toate sunt congruente între ele), iar un patrulater cu laturile opuse congruente este paralelogram (criteriul din lecția anterioară). Fiind paralelogram cu două laturi alăturate congruente, este romb.
Exemplul 13: demonstrație scurtă, diagonalele dreptunghiului
Demonstrează că diagonalele unui dreptunghi sunt congruente.
Vezi rezolvarea
Date: dreptunghi, deci paralelogram cu și (laturi opuse). De demonstrat: .
Comparăm triunghiurile și : au latura comună , și unghiul cuprins (amândouă ). Sunt congruente (cazul latură-unghi-latură, LUL).
Din congruența triunghiurilor rezultă că laturile corespunzătoare și (diagonalele) sunt congruente. Concluzie: .
Exemplul 14: perimetrul rombului din diagonale
Un romb are diagonalele cm și cm. Calculează perimetrul rombului.
Vezi rezolvarea
Jumătățile diagonalelor, cm și cm, sunt catetele unui triunghi dreptunghic cu ipotenuza egală cu latura rombului.
Exemplul 15: bisectoarea unghiului în romb
Într-un romb , diagonala împarte unghiul din în două unghiuri egale. Dacă , calculează și .
Vezi rezolvarea
Diagonala unui romb este bisectoarea unghiului din care pornește, deci împarte unghiul din în două părți egale.
Greșeli frecvente
Un paralelogram cu două laturi opuse congruente este romb.
Într-un paralelogram, laturile opuse sunt oricum congruente. Pentru romb trebuie ca două laturi alăturate să fie congruente, adică toate cele patru laturi să fie egale.
Diagonalele dreptunghiului sunt perpendiculare.
Diagonalele dreptunghiului sunt congruente, nu neapărat perpendiculare. Perpendicularitatea este proprietatea diagonalelor rombului.
Diagonalele rombului sunt congruente.
Diagonalele rombului sunt perpendiculare, nu neapărat congruente. Congruența este proprietatea diagonalelor dreptunghiului.
Orice dreptunghi este pătrat.
Un dreptunghi are unghiurile drepte, dar laturile alăturate pot avea lungimi diferite. Devine pătrat doar dacă laturile alăturate sunt și ele congruente.
Orice romb este pătrat.
Un romb are laturile congruente, dar unghiurile pot fi diferite de . Devine pătrat doar dacă are și un unghi drept.
Diagonale perpendiculare într-un paralelogram înseamnă automat pătrat.
Diagonalele perpendiculare arată doar că paralelogramul este romb. Pentru pătrat, diagonalele trebuie să fie și congruente.
La calculul laturii rombului cu teorema lui Pitagora, se folosesc diagonalele întregi ca și catete.
Se folosesc jumătățile diagonalelor (de la centru la fiecare vârf), pentru că diagonalele se înjumătățesc, iar triunghiul dreptunghic format are ca ipotenuză chiar latura rombului.
Exerciții
Ușor
Definește dreptunghiul.
Arată răspunsul
Răspuns: Paralelogramul cu un unghi drept.
Definește rombul.
Arată răspunsul
Răspuns: Paralelogramul cu două laturi alăturate congruente.
Definește pătratul.
Arată răspunsul
Răspuns: Paralelogramul cu un unghi drept și cu două laturi alăturate congruente.
Cât măsoară fiecare unghi al unui dreptunghi?
Arată răspunsul
Răspuns: .
Ce se poate spune despre laturile unui romb?
Arată răspunsul
Răspuns: Toate cele patru laturi sunt congruente.
Care dintre dreptunghi, romb, pătrat are diagonalele perpendiculare?
Arată răspunsul
Răspuns: Rombul și pătratul.
Care dintre dreptunghi, romb, pătrat are diagonalele congruente?
Arată răspunsul
Răspuns: Dreptunghiul și pătratul.
Adevărat sau fals: „Diagonalele oricărui paralelogram se înjumătățesc.”
Arată răspunsul
Răspuns: Adevărat.
Mediu
Un dreptunghi are laturile cm și cm. Calculează diagonala.
Arată răspunsul
Răspuns: cm.
cm.
Un dreptunghi are diagonala cm și o latură cm. Calculează cealaltă latură.
Arată răspunsul
Răspuns: cm.
cm.
Un romb are diagonalele cm și cm. Calculează latura.
Arată răspunsul
Răspuns: cm.
Jumătățile diagonalelor sunt și cm; cm.
Un romb are latura cm și o diagonală cm. Calculează cealaltă diagonală.
Arată răspunsul
Răspuns: cm.
Jumătatea diagonalei date este cm; cealaltă jumătate: cm; diagonala întreagă: cm.
Un pătrat are latura cm. Calculează diagonala.
Arată răspunsul
Răspuns: cm.
Un pătrat are diagonala cm. Calculează latura.
Arată răspunsul
Răspuns: cm.
Un paralelogram are diagonalele congruente. Ce fel de paralelogram este?
Arată răspunsul
Răspuns: Dreptunghi.
Un paralelogram are diagonalele perpendiculare. Ce fel de paralelogram este?
Arată răspunsul
Răspuns: Romb.
Adevărat sau fals: „Toate pătratele sunt romburi.”
Arată răspunsul
Răspuns: Adevărat.
Pătratul îndeplinește definiția rombului (paralelogram cu două laturi alăturate congruente).
Adevărat sau fals: „Un romb care are un unghi drept este pătrat.”
Arată răspunsul
Răspuns: Adevărat.
Rombul are laturile alăturate congruente, iar cu un unghi drept este paralelogram cu un unghi drept și laturi alăturate congruente, adică pătrat.
Provocare
Un paralelogram are diagonalele congruente, dar nu sunt perpendiculare. Ce tip de paralelogram poți concluziona că este?
Arată răspunsul
Răspuns: Dreptunghi.
Într-un paralelogram, diagonalele congruente caracterizează dreptunghiul; lipsa perpendicularității exclude pătratul.
Un romb are perimetrul cm și o diagonală de cm. Calculează cealaltă diagonală.
Arată răspunsul
Răspuns: cm.
Latura: cm. Jumătatea diagonalei date: cm. Cealaltă jumătate: cm, deci diagonala întreagă: cm.
Un dreptunghi are perimetrul cm și o latură de cm. Calculează cealaltă latură și diagonala.
Arată răspunsul
Răspuns: Cealaltă latură: cm; diagonala: cm.
cm; diagonala cm.
Demonstrează că diagonalele unui dreptunghi sunt congruente, folosind triunghiurile și .
Arată răspunsul
Răspuns: .
latură comună, (laturi opuse), (amândouă ): triunghiurile sunt congruente (cazul latură-unghi-latură, LUL), deci .
Într-un romb , . Calculează , și .
Arată răspunsul
Răspuns: , , .
Diagonala bisectează : . este alăturat lui în paralelogram, deci suplementar: . este opus lui , deci congruent: .
Un patrulater convex are toate cele patru laturi congruente. Arată că este romb.
Arată răspunsul
Răspuns: este romb.
Laturile opuse sunt congruente două câte două, deci este paralelogram (criteriul de recunoaștere). Fiind paralelogram cu două laturi alăturate congruente, este romb.
Un pătrat are diagonala cm. Calculează latura și perimetrul pătratului.
Arată răspunsul
Răspuns: cm, cm.
, deci , , cm. Perimetrul este cm.
Mini-test
Rezolvă pe caiet, apoi vezi răspunsul. Nu se salvează niciun punctaj.
1. Dreptunghiul este, prin definiție:
Arată răspunsul
Răspuns: paralelogramul cu un unghi drept
2. Rombul este, prin definiție:
Arată răspunsul
Răspuns: paralelogramul cu două laturi alăturate congruente
3. Diagonalele unui dreptunghi sunt:
Arată răspunsul
Răspuns: congruente
4. Diagonalele unui romb sunt:
Arată răspunsul
Răspuns: perpendiculare și bisectoare ale unghiurilor
5. Un dreptunghi are laturile cm și cm. Cât este diagonala?
Arată răspunsul
Răspuns: cm.
.
6. Un romb are diagonalele cm și cm. Cât este latura?
Arată răspunsul
Răspuns: cm.
Jumătățile diagonalelor, și cm, sunt catetele unui triunghi dreptunghic cu ipotenuza egală cu latura: cm.
7. Un paralelogram are un unghi drept și diagonalele perpendiculare. Este:
Arată răspunsul
Răspuns: pătrat
Un unghi drept îl face dreptunghi, diagonalele perpendiculare îl fac romb; un paralelogram care este și dreptunghi, și romb este pătrat.
8. Adevărat sau fals: „Orice romb este paralelogram.”
Arată răspunsul
Răspuns: Adevărat
Rombul este un paralelogram cu toate laturile congruente, deci orice romb este paralelogram (invers nu este adevărat).
9. Adevărat sau fals: „Orice pătrat este romb.”
Arată răspunsul
Răspuns: Adevărat
Pătratul îndeplinește definiția rombului: are laturile alăturate congruente.
Întrebări frecvente
Ce este dreptunghiul?
Paralelogramul cu un unghi drept. Rezultă că toate cele patru unghiuri sunt drepte, iar diagonalele sunt congruente.
Ce este rombul?
Paralelogramul cu două laturi alăturate congruente. Rezultă că toate cele patru laturi sunt congruente, iar diagonalele sunt perpendiculare și bisectoare ale unghiurilor.
Ce este pătratul?
Paralelogramul care este în același timp dreptunghi și romb: are un unghi drept și laturile alăturate congruente. Diagonalele sunt și congruente, și perpendiculare.
Cum recunosc dreptunghiul, rombul sau pătratul din diagonale?
Diagonale congruente înseamnă dreptunghi. Diagonale perpendiculare înseamnă romb. Diagonale congruente și perpendiculare împreună înseamnă pătrat.
Resurse utile
Ai terminat lecția
Paralelograme particulare: dreptunghi, romb, pătrat
Ai parcurs această lecție. Poți continua folosind navigarea de mai jos.





