Lecția 1 din 2 · Segmente proporționale și teorema lui Thales
Segmente proporționale. Teorema paralelelor echidistante
Până acum ai comparat numere prin rapoarte și proporții. În această lecție înveți să faci același lucru cu segmente: ce înseamnă raportul a două segmente, ce înseamnă ca patru segmente să fie proporționale și cum se folosește teorema paralelelor echidistante, primul pas spre teorema lui Thales.
Ce vei învăța
- Scriu și calculez raportul a două segmente.
- Recunosc și verific dacă patru segmente sunt proporționale, respectând ordinea termenilor.
- Aplic proprietățile proporției (produsul mezilor egal cu produsul extremilor) la segmente.
- Enunț și aplic teorema paralelelor echidistante.
Ideea de bază
Raportul a două segmente și este raportul lungimilor lor, , calculat în aceeași unitate de măsură. Patru segmente , , , , luate în această ordine, sunt proporționale dacă .
Teorema paralelelor echidistante spune că drepte paralele care taie segmente egale pe o secantă taie segmente egale pe orice altă secantă. Este primul rezultat din care se construiește, în lecția următoare, teorema lui Thales.
Raportul a două segmente
Raportul a două segmente și este raportul numerelor care exprimă lungimile lor, măsurate în aceeași unitate de lungime.
Aceeași unitate de măsură
Raportul a două segmente are sens doar dacă ambele lungimi sunt exprimate în aceeași unitate. cu în centimetri și în milimetri NU este raportul segmentelor, ci trebuie mai întâi transformată o lungime în unitatea celeilalte.
Raportul a două segmente este un număr (de obicei o fracție), fără unitate de măsură: el arată de câte ori încape un segment în celălalt, sau ce parte este unul din celălalt.
Segmente proporționale
Definiție
Patru segmente , , , , luate în această ordine, se numesc proporționale dacă . Scriem atunci proporționale sau .
Ca la orice proporție de numere, și se numesc extremii proporției, iar și se numesc mezii. Proprietatea fundamentală a proporțiilor rămâne valabilă: produsul extremilor este egal cu produsul mezilor.
Ordinea contează
proporționale NU este același lucru cu proporționale. Ordinea termenilor arată ce corespunde cu ce; schimbând ordinea, schimbi și proporția (și, de obicei, egalitatea nu mai este adevărată).
Ca la orice proporție, dintr-o proporție de segmente se pot obține altele echivalente, de exemplu prin inversarea ambelor rapoarte sau prin schimbarea mezilor între ei, atât timp cât toate rapoartele rămân scrise cu aceleași segmente.
Teorema paralelelor echidistante
Trei sau mai multe drepte paralele se numesc echidistante dacă distanțele dintre oricare două drepte consecutive sunt egale. Teorema de mai jos arată ce se întâmplă pe secante.
Teorema paralelelor echidistante
Dacă mai multe drepte paralele taie segmente egale pe o secantă, atunci ele taie segmente egale pe orice altă secantă. Ipoteza este egalitatea segmentelor de pe prima secantă; concluzia este egalitatea segmentelor de pe a doua.
În figura de mai sus, dreptele paralele taie pe secanta segmentele și , egale (, adică este mijlocul lui ). Pe cealaltă secantă, , aceleași drepte taie segmentele și , la fel de egale între ele ( este mijlocul lui ), deși cele două secante au direcții diferite.
Un caz special deja cunoscut
Într-un triunghi , ia trei drepte paralele cu : cea care trece prin , dreapta și cea care trece prin mijlocul al lui . Pe secanta ele taie segmente egale (), deci taie segmente egale și pe secanta : paralela prin trece prin mijlocul lui . Este linia mijlocie, pe care o cunoști deja.
Aplicație: împărțirea unei distanțe în părți egale
Teorema paralelelor echidistante stă la baza unei construcții practice: împărțirea unui segment (sau a unei distanțe pe teren) într-un număr dat de părți egale, folosind doar rigla și echerul (sau un caroiaj / o hârtie liniată).
- se desenează o rețea de drepte paralele echidistante (de exemplu, liniile unei foi de caiet);
- se așază secanta (segmentul de împărțit) peste rețea, cu un capăt pe prima dreaptă;
- punctele în care secanta taie dreptele paralele împart segmentul în părți egale, conform teoremei.
Metoda funcționează indiferent de unghiul sub care este așezată secanta peste rețeaua de drepte paralele: contează doar ca dreptele să rămână echidistante.
Exemple rezolvate
Exemplul 1: raportul a două segmente
cm și cm. Calculează , sub formă de fracție ireductibilă.
Vezi rezolvarea
Exemplul 2: aceeași unitate de măsură
m și cm. Calculează .
Vezi rezolvarea
Cele două lungimi trebuie exprimate în aceeași unitate. Transformăm în centimetri.
Exemplul 3: verificarea proporționalității
Sunt segmentele cm, cm, cm, cm proporționale, în această ordine?
Vezi rezolvarea
Cele două rapoarte sunt egale, deci segmentele sunt proporționale, în ordinea dată.
Exemplul 4: proporție falsă din cauza ordinii
Cu aceleași segmente ca mai sus (, , , cm), sunt proporționale, în această ordine?
Vezi rezolvarea
, deci NU sunt proporționale în această ordine, deși cu ordinea inițială () erau. Ordinea termenilor contează.
Exemplul 5: aflarea unui termen necunoscut
Segmentele cm, cm, cm și sunt proporționale, în această ordine. Calculează .
Vezi rezolvarea
Din proporționalitate, produsul extremilor este egal cu produsul mezilor.
Verificare: și .
Exemplul 6: termen necunoscut, poziție de meză
Segmentele cm, , cm și cm sunt proporționale, în această ordine. Calculează .
Vezi rezolvarea
Exemplul 7: proporție cu rapoarte zecimale
cm și cm. Calculează .
Vezi rezolvarea
Exemplul 8: enunțarea teoremei paralelelor echidistante
Enunță teorema paralelelor echidistante și precizează ce anume trebuie să fie date egale, și ce rezultă egal.
Vezi rezolvarea
Dacă drepte paralele taie segmente egale pe o secantă, atunci ele taie segmente egale pe orice altă secantă. Ipoteza este egalitatea segmentelor pe PRIMA secantă (și paralelismul dreptelor); concluzia este egalitatea segmentelor pe A DOUA secantă.
Exemplul 9: aplicarea directă a teoremei
În figura teoremei paralelelor echidistante (secțiunea de mai sus), pe secanta avem cm. Pe secanta , cm. Calculează și .
Vezi rezolvarea
Conform teoremei, dreptele paralele taie segmente egale pe a doua secantă la fel ca pe prima: .
Exemplul 10: patru drepte paralele echidistante
Patru drepte paralele echidistante taie pe o secantă segmentele , , , toate egale cu cm. Pe altă secantă, cm. Calculează , și distanța totală .
Vezi rezolvarea
Segmentele fiind egale pe prima secantă, teorema dă segmente egale pe a doua.
Exemplul 11: aplicație practică, împărțirea unui gard în părți egale
O fâșie de teren lungă de m trebuie împărțită în parcele egale. Se întind fire paralele echidistante, iar fâșia (o secantă) este tăiată de ele în segmente. Explică de ce segmentele sunt egale și calculează lungimea fiecărei parcele, știind că pe o secantă perpendiculară pe fire cele segmente însumează m.
Vezi rezolvarea
Firele sunt drepte paralele echidistante, deci taie segmente egale pe orice secantă, oricare ar fi unghiul sub care este așezată fâșia. Cele segmente egale însumează m.
Exemplul 12: recunoașterea unei proporții greșite
Un elev scrie: din , , , (cm) rezultă că sunt proporționale, pentru că „ambele rapoarte sunt mai mari decât ”. Este raționamentul corect?
Vezi rezolvarea
Nu. Pentru proporționalitate trebuie ca cele DOUĂ rapoarte să fie EGALE între ele, nu doar să arate asemănător.
, deci segmentele NU sunt proporționale.
Greșeli frecvente
Calculez raportul a două segmente exprimate în unități diferite, fără să le aduc la aceeași unitate.
Înainte de a calcula , transform ambele lungimi în aceeași unitate de măsură.
„ proporționale” înseamnă același lucru ca „ proporționale”.
Ordinea termenilor arată corespondența exactă dintre rapoarte. Schimbând ordinea se obține, în general, o altă proporție, adesea falsă.
Cred că patru segmente sunt proporționale doar pentru că fiecare raport, calculat separat, iese un număr „frumos” sau pentru că ambele rapoarte sunt mai mari decât .
Segmentele sunt proporționale doar dacă cele două rapoarte sunt EGALE între ele, nu doar „simple” fiecare în parte.
La aflarea unui termen necunoscut dintr-o proporție de segmente, înmulțesc termenii oricum, fără să respect care sunt extremii și care sunt mezii.
Produsul extremilor este egal cu produsul mezilor, respectând poziția fiecărui termen în proporția scrisă (primul cu al patrulea, al doilea cu al treilea).
Confund teorema paralelelor echidistante cu teorema lui Thales, folosind un triunghi cu o paralelă la o latură.
Teorema paralelelor echidistante lucrează cu drepte paralele și DOUĂ secante oarecare, fără triunghi. Teorema lui Thales (lecția următoare) este un rezultat separat, despre un triunghi cu o paralelă la o latură.
Cred că „echidistante” înseamnă doar „paralele”.
„Echidistante” înseamnă paralele ȘI cu distanțe egale între oricare două drepte consecutive. Toate dreptele echidistante sunt paralele, dar nu orice drepte paralele sunt echidistante.
Exerciții
Ușor
cm, cm. Calculează .
Arată răspunsul
Răspuns: .
cm, cm. Calculează , sub formă de fracție ireductibilă.
Arată răspunsul
Răspuns: .
m, cm. Calculează .
Arată răspunsul
Răspuns: .
cm, deci .
Ce înseamnă că segmentele , , , , în această ordine, sunt proporționale?
Arată răspunsul
Răspuns: .
În proporția , care segmente sunt extremii și care sunt mezii?
Arată răspunsul
Răspuns: Extremii sunt și ; mezii sunt și .
Enunță teorema paralelelor echidistante.
Arată răspunsul
Răspuns: Dacă drepte paralele taie segmente egale pe o secantă, atunci taie segmente egale pe orice altă secantă.
Trei drepte paralele echidistante taie pe o secantă segmentele cm. Pe altă secantă, cm. Cât este ?
Arată răspunsul
Răspuns: cm.
Ce înseamnă că mai multe drepte paralele sunt echidistante?
Arată răspunsul
Răspuns: Distanțele dintre oricare două drepte paralele consecutive sunt egale.
Mediu
cm, cm. Calculează .
Arată răspunsul
Răspuns: .
Sunt segmentele cm, cm, cm, cm proporționale, în această ordine?
Arată răspunsul
Răspuns: Da.
și : rapoartele sunt egale.
Sunt segmentele cm, cm, cm, cm proporționale, în această ordine?
Arată răspunsul
Răspuns: Nu.
, iar : rapoartele nu sunt egale.
cm, cm, cm, sunt proporționale, în această ordine. Calculează .
Arată răspunsul
Răspuns: cm.
.
cm, , cm, cm sunt proporționale, în această ordine. Calculează .
Arată răspunsul
Răspuns: cm.
.
, cm, cm, cm sunt proporționale, în această ordine. Calculează .
Arată răspunsul
Răspuns: cm.
.
Patru drepte paralele echidistante taie pe o secantă segmentele cm. Calculează .
Arată răspunsul
Răspuns: cm.
Trei drepte paralele echidistante taie pe secanta segmentele . Se știe cm. Cât este ?
Arată răspunsul
Răspuns: cm.
și , deci cm.
Un elev scrie proporția ca . Este echivalentă cu ?
Arată răspunsul
Răspuns: Da.
Este obținută prin schimbarea mezilor între ei, o proporție derivată echivalentă cu cea inițială.
m și cm. Sunt și proporționale cu m și m, în această ordine?
Arată răspunsul
Răspuns: Da.
și : rapoartele sunt egale.
Trei drepte care NU sunt paralele taie o secantă în segmente egale . Poți concluziona, cu teorema paralelelor echidistante, că taie segmente egale și pe o altă secantă?
Arată răspunsul
Răspuns: Nu.
Teorema cere ca dreptele să fie paralele. Fără paralelism, dreptele nu păstrează același „pas” pe alte secante.
Adevărat sau fals: „Dacă , atunci și .”
Arată răspunsul
Răspuns: Adevărat.
Inversarea ambelor rapoarte dintr-o proporție păstrează egalitatea.
O secantă taie patru drepte paralele echidistante în punctele , , , . Se știe cm. Calculează .
Arată răspunsul
Răspuns: cm.
cm, deci cm.
Provocare
Segmentele , , , sunt proporționale, în această ordine, cu , , cm, cm, unde . Arată că egalitatea are loc pentru orice și explică de ce.
Arată răspunsul
Răspuns: Rapoartele sunt mereu egale, indiferent de .
(pentru , se simplifică) și : rapoartele sunt egale pentru orice , pentru că se simplifică.
, , cm, cm sunt proporționale, în această ordine (toate în cm). Calculează și lungimile , .
Arată răspunsul
Răspuns: ; cm, cm.
. Atunci cm, cm; verificare: și .
Cinci drepte paralele echidistante taie pe o secantă un segment total de cm, împărțit în patru părți egale de către cele cinci drepte. Calculează lungimea fiecărei părți și, pe o a doua secantă, lungimea segmentului total, știind că prima parte de pe a doua secantă este cm.
Arată răspunsul
Răspuns: Fiecare parte de pe prima secantă are cm; segmentul total de pe a doua secantă are cm.
cm fiecare parte; pe a doua secantă toate cele patru părți sunt egale cu cm (teorema), deci total cm.
Un teren în formă de fâșie lungă de m trebuie împărțit în loturi egale, folosind o rețea de drepte paralele echidistante, ca în aplicația din lecție. Ce distanță trebuie să fie între oricare două drepte consecutive ale rețelei, dacă fâșia este așezată exact perpendicular pe drepte?
Arată răspunsul
Răspuns: m.
m; când secanta este perpendiculară pe drepte, distanța dintre drepte este chiar lungimea fiecărui segment tăiat.
Fie triunghiul și mijlocul lui . Dreapta prin , paralelă cu , taie în . Demonstrează, cu teorema paralelelor echidistante, că este mijlocul lui .
Arată răspunsul
Răspuns: , deci este mijlocul lui .
Considerăm trei drepte paralele: paralela prin la , dreapta și dreapta . Pe secanta ele taie segmentele și , egale (ipoteză). Conform teoremei, pe secanta ele taie segmente egale: .
Segmentele , , , sunt proporționale, în această ordine, cu raportul comun . Se știe cm și cm. Calculează , și .
Arată răspunsul
Răspuns: cm, cm, cm.
, deci și . Din : cm.
Mini-test
Rezolvă pe caiet, apoi vezi răspunsul. Nu se salvează niciun punctaj.
1. cm, cm. Cât este ?
Arată răspunsul
Răspuns: .
2. Raportul a două segmente are sens doar dacă:
Arată răspunsul
Răspuns: lungimile sunt exprimate în aceeași unitate de măsură
3. Ce înseamnă „ proporționale”, în această ordine?
Arată răspunsul
Răspuns: .
4. În proporția de segmente , extremii sunt:
Arată răspunsul
Răspuns: și
Extremii sunt primul și ultimul termen: și . Mezii sunt și .
5. cm, cm, cm, sunt proporționale, în această ordine. Cât este ?
Arată răspunsul
Răspuns: cm.
.
6. Teorema paralelelor echidistante spune că, dacă drepte paralele taie segmente egale pe o secantă:
Arată răspunsul
Răspuns: taie segmente egale pe orice altă secantă
7. Trei drepte paralele , , , în această ordine: distanța dintre și este cm, iar dintre și este cm. Sunt echidistante?
Arată răspunsul
Răspuns: nu, distanțele dintre dreptele consecutive nu sunt egale
Echidistante înseamnă distanțe egale între oricare două drepte consecutive; .
8. Trei drepte paralele echidistante taie pe o secantă cm. Pe altă secantă, cm. Cât este ?
Arată răspunsul
Răspuns: cm.
Segmentele egale pe prima secantă dau segmente egale pe a doua, conform teoremei.
Întrebări frecvente
Ce este raportul a două segmente?
Raportul lungimilor lor, măsurate în aceeași unitate de lungime: .
Când sunt patru segmente proporționale?
Când, luate într-o anumită ordine, , , , satisfac . Ordinea termenilor contează.
Ce spune teorema paralelelor echidistante?
Dacă drepte paralele taie segmente egale pe o secantă, atunci taie segmente egale pe orice altă secantă.
Este teorema paralelelor echidistante același lucru cu teorema lui Thales?
Nu. Teorema paralelelor echidistante lucrează cu drepte paralele și două secante oarecare. Teorema lui Thales, din lecția următoare, este despre un triunghi cu o paralelă la o latură.
Resurse utile
Ai terminat lecția
Segmente proporționale. Teorema paralelelor echidistante
Ai parcurs această lecție. Poți continua folosind navigarea de mai jos.





