Lecția 3 din 3 · Patrulatere
Trapezul. Linia mijlocie în trapez. Trapezul isoscel
Trapezul este un patrulater cu o singură pereche de laturi paralele, nu cu ambele, ca la paralelogram. În această lecție înveți elementele trapezului, linia lui mijlocie și proprietățile speciale ale trapezului isoscel.
Ce vei învăța
- Identific elementele unui trapez: bazele și laturile neparalele.
- Recunosc trapezul dreptunghic și folosesc unghiurile lui drepte.
- Aplic teorema liniei mijlocii într-un trapez.
- Folosesc proprietățile trapezului isoscel: unghiuri egale la bază și diagonale congruente.
- Deosebesc trapezul de paralelogram și trapezul isoscel de trapezul oarecare.
Recomandat înainte: Paralelograme particulare: dreptunghi, romb, pătrat
Ideea de bază
Un trapez este un patrulater convex cu exact o pereche de laturi opuse paralele, numite baze. Celelalte două laturi, neparalele, se numesc laturile trapezului.
Linia mijlocie a trapezului unește mijloacele laturilor neparalele, este paralelă cu bazele și are lungimea egală cu semisuma bazelor. Trapezul isoscel, cu laturile neparalele congruente, are în plus unghiuri egale la fiecare bază și diagonale congruente.
Trapezul și elementele lui
Definiție
Trapezul este patrulaterul convex cu exact o pereche de laturi opuse paralele.
- bazele: cele două laturi paralele; cea mai lungă se numește baza mare, cealaltă baza mică;
- laturile trapezului: cele două laturi neparalele;
- înălțimea: distanța dintre cele două baze, adică lungimea perpendicularei duse dintr-un punct al unei baze pe cealaltă bază (toate astfel de perpendiculare au aceeași lungime, pentru că bazele sunt paralele);
- linia mijlocie: segmentul care unește mijloacele laturilor neparalele.
Un paralelogram nu este trapez
Paralelogramul are AMBELE perechi de laturi opuse paralele. Trapezul, așa cum îl definim aici, are EXACT o pereche de laturi paralele. Cele două noțiuni nu se suprapun.
Pentru că bazele sunt paralele, orice latură neparalelă este o secantă a lor. Rezultă că unghiurile alăturate aceleiași laturi neparalele (unul la fiecare bază) sunt suplementare, fiind unghiuri interne de aceeași parte a secantei.
Trapezul dreptunghic
Definiție
Trapezul dreptunghic este trapezul care are o latură neparalelă perpendiculară pe baze.
Latura perpendiculară pe baze formează câte un unghi drept cu fiecare bază, deci trapezul dreptunghic are exact două unghiuri drepte, alăturate acelei laturi. Celelalte două unghiuri nu sunt, în general, drepte.
Linia mijlocie în trapez
Teorema liniei mijlocii în trapez
Linia mijlocie a unui trapez este paralelă cu bazele și are lungimea egală cu semisuma bazelor.
De ce? Trasăm diagonala . În triunghiul , este mijlocul lui , iar dacă notăm cu mijlocul lui , atunci este linie mijlocie: și . În triunghiul , este mijlocul lui , iar este linie mijlocie: și . Cum , punctele , , sunt coliniare, deci .
Trapezul isoscel
Definiție
Trapezul isoscel este trapezul cu laturile neparalele congruente.
Proprietățile trapezului isoscel
Unghiurile de la aceeași bază sunt congruente ( și ), iar diagonalele sunt congruente (). Trapezul isoscel are o axă de simetrie, perpendiculară pe baze, prin mijloacele lor.
De ce? Ducem din și din înălțimile și pe . Triunghiurile dreptunghice și au ipotenuzele și catetele (distanța dintre bazele paralele), deci sunt congruente prin criteriul ipotenuză-catetă. Rezultă , iar din suplementaritate . Triunghiurile și au latura comună, și , deci sunt congruente prin criteriul latură-unghi-latură, de unde .
Recunoașterea trapezului isoscel
Un trapez cu unghiurile de la aceeași bază congruente este isoscel. La fel, un trapez cu diagonalele congruente este isoscel.
Exemple rezolvate
Exemplul 1: elementele unui trapez
În trapezul cu și cm, cm, numește bazele și laturile trapezului.
Vezi rezolvarea
Bazele sunt (baza mare, cm) și (baza mică, cm). Laturile trapezului (neparalele) sunt și .
Exemplul 2: linia mijlocie, calcul direct
Un trapez are bazele cm și cm. Calculează linia mijlocie.
Vezi rezolvarea
Exemplul 3: linia mijlocie, invers
Linia mijlocie a unui trapez este cm, iar o bază este cm. Calculează cealaltă bază.
Vezi rezolvarea
Exemplul 4: algebră cu bazele
Un trapez are bazele și (cm), iar linia mijlocie este cm. Calculează și lungimile bazelor.
Vezi rezolvarea
Exemplul 5: unghiurile trapezului isoscel
Un trapez isoscel are un unghi de la baza mare de . Calculează toate cele patru unghiuri.
Vezi rezolvarea
Verificare: .
Exemplul 6: diagonalele trapezului isoscel
Un trapez isoscel are diagonala cm. Calculează diagonala .
Vezi rezolvarea
Diagonalele trapezului isoscel sunt congruente.
Exemplul 7: trapezul dreptunghic
Un trapez dreptunghic are un unghi ascuțit de . Calculează celelalte trei unghiuri.
Vezi rezolvarea
Verificare: .
Exemplul 8: latura trapezului isoscel din înălțime
Un trapez isoscel are bazele cm și cm, iar înălțimea cm. Calculează lungimea laturii neparalele.
Vezi rezolvarea
Ducem înălțimile din capetele bazei mici. Ele formează un dreptunghi și două triunghiuri dreptunghice congruente, deci cele două segmente rămase pe baza mare sunt egale. Diferența bazelor este cm, împărțită egal: fiecare latură „iese” cu cm față de baza mică.
Exemplul 9: aceeași metodă, alte numere
Un trapez isoscel are bazele cm și cm, iar înălțimea cm. Calculează latura neparalelă.
Vezi rezolvarea
Diferența bazelor: cm, împărțită egal: cm pe fiecare parte.
Exemplul 10: perimetrul trapezului isoscel
Un trapez isoscel are bazele cm și cm, iar laturile neparalele cm fiecare. Calculează perimetrul.
Vezi rezolvarea
Exemplul 11: recunoașterea trapezului isoscel din diagonale
Un trapez (cu ) are diagonalele congruente, . Ce fel de trapez este?
Vezi rezolvarea
Este trapez isoscel, pentru că diagonalele congruente sunt un criteriu suficient de recunoaștere a trapezului isoscel.
Exemplul 12: demonstrație scurtă, simetria trapezului isoscel
Într-un trapez isoscel (, ), diagonalele se intersectează în . Explică de ce .
Vezi rezolvarea
Date: trapez isoscel, deci are o axă de simetrie perpendiculară pe baze, prin mijloacele lor. Prin această simetrie, corespunde lui , iar corespunde lui .
Diagonala corespunde, prin simetrie, diagonalei , deci cele două diagonale sunt imagini una a celeilalte. Punctul lor de intersecție se află pe axa de simetrie, deci este propriul lui corespondent.
Cum corespunde lui și rămâne pe loc, distanța corespunde distanței , deci . Analog, .
Exemplul 13: un unghi drept atrage încă unul
Un trapez are un unghi de . Câte unghiuri drepte are, în total, acest trapez?
Vezi rezolvarea
Exact două: unghiul dat, de , și cel alăturat lui pe aceeași latură neparalelă, care este suplementar cu el, deci . Celelalte două unghiuri, de pe cealaltă latură neparalelă, nu sunt drepte: altfel patrulaterul ar avea ambele perechi de laturi paralele și ar fi dreptunghi, nu trapez.
Exemplul 14: direcția implicației
Un trapez are laturile neparalele congruente. Este neapărat isoscel? Dar dacă are doar unghiurile de la o bază congruente?
Vezi rezolvarea
Laturile neparalele congruente este chiar definiția trapezului isoscel, deci da. Unghiurile de la o bază congruente sunt un criteriu de recunoaștere valid, deci și în acest caz trapezul este isoscel.
Exemplul 15: generalizare cu linia mijlocie
Într-un trapez (, baza mare), . Exprimă linia mijlocie în funcție de .
Vezi rezolvarea
Așadar , adică linia mijlocie este de ori baza mică.
Greșeli frecvente
Un paralelogram este un caz particular de trapez.
În definiția folosită aici, trapezul are exact o pereche de laturi paralele. Paralelogramul, cu ambele perechi paralele, nu este trapez.
Linia mijlocie a trapezului este egală cu suma bazelor.
Linia mijlocie este egală cu SEMISUMA bazelor, adică suma împărțită la doi: .
Laturile neparalele ale oricărui trapez sunt congruente.
Doar la trapezul isoscel. La un trapez oarecare, laturile neparalele pot avea lungimi diferite.
Un trapez dreptunghic are toate cele patru unghiuri drepte.
Trapezul dreptunghic are exact două unghiuri drepte, alăturate laturii perpendiculare pe baze. Celelalte două unghiuri nu sunt, în general, drepte.
Unghiurile alăturate aceleiași laturi neparalele sunt congruente.
Sunt SUPLEMENTARE (suma ), nu congruente, pentru că sunt unghiuri interne de aceeași parte a secantei față de cele două baze paralele.
Diagonalele oricărui trapez sunt congruente.
Doar la trapezul isoscel. La un trapez oarecare, diagonalele pot avea lungimi diferite.
La calculul laturii unui trapez isoscel din înălțime, se scade direct diferența bazelor.
Diferența bazelor se împarte la doi (jumătate pe fiecare parte), iar acea jumătate este o catetă a triunghiului dreptunghic format cu înălțimea; latura este ipotenuza.
Exerciții
Ușor
Definește trapezul.
Arată răspunsul
Răspuns: Patrulaterul convex cu exact o pereche de laturi opuse paralele.
Cum se numesc laturile paralele ale unui trapez?
Arată răspunsul
Răspuns: Bazele (baza mare și baza mică).
Definește trapezul isoscel.
Arată răspunsul
Răspuns: Trapezul cu laturile neparalele congruente.
Definește trapezul dreptunghic.
Arată răspunsul
Răspuns: Trapezul care are o latură neparalelă perpendiculară pe baze.
Enunță teorema liniei mijlocii în trapez.
Arată răspunsul
Răspuns: Linia mijlocie a unui trapez este paralelă cu bazele și are lungimea egală cu semisuma bazelor.
Un trapez are bazele cm și cm. Calculează linia mijlocie.
Arată răspunsul
Răspuns: cm.
Este un paralelogram un trapez, conform definiției din această lecție?
Arată răspunsul
Răspuns: Nu.
Ce se poate spune despre diagonalele unui trapez isoscel?
Arată răspunsul
Răspuns: Sunt congruente.
Mediu
Un trapez are bazele cm și cm. Calculează linia mijlocie.
Arată răspunsul
Răspuns: cm.
Linia mijlocie a unui trapez este cm, iar o bază este cm. Calculează cealaltă bază.
Arată răspunsul
Răspuns: cm.
cm.
Un trapez are bazele și cm, iar linia mijlocie este cm. Calculează și lungimile bazelor.
Arată răspunsul
Răspuns: ; bazele sunt cm și cm.
.
Un trapez isoscel are un unghi de la baza mare de . Calculează celelalte trei unghiuri.
Arată răspunsul
Răspuns: , , .
Unghiurile de la aceeași bază sunt egale, iar unghiurile de pe aceeași latură neparalelă sunt suplementare.
Un trapez isoscel are diagonala cm. Calculează diagonala .
Arată răspunsul
Răspuns: cm.
Un trapez dreptunghic are un unghi ascuțit de . Calculează celălalt unghi alăturat laturii oblice.
Arată răspunsul
Răspuns: .
Cele două unghiuri alăturate laturii oblice sunt suplementare: .
Un trapez are unghiurile , , și . Calculează .
Arată răspunsul
Răspuns: .
.
Adevărat sau fals: „Toate trapezele au diagonalele congruente.”
Arată răspunsul
Răspuns: Fals.
Doar trapezul isoscel are diagonalele congruente.
Adevărat sau fals: „Un trapez dreptunghic are exact două unghiuri drepte.”
Arată răspunsul
Răspuns: Adevărat.
Un trapez isoscel are bazele cm și cm, iar laturile neparalele au câte cm. Calculează perimetrul.
Arată răspunsul
Răspuns: cm.
cm.
Provocare
Un trapez isoscel are bazele cm și cm, iar înălțimea cm. Calculează lungimea laturii neparalele.
Arată răspunsul
Răspuns: cm.
Jumătatea diferenței bazelor este cm; latura este cm.
Un trapez isoscel are bazele cm și cm, iar înălțimea cm. Calculează lungimea laturii neparalele.
Arată răspunsul
Răspuns: cm.
Jumătatea diferenței bazelor este cm; latura este cm.
Explică, folosind axa de simetrie a trapezului isoscel (), de ce punctul de intersecție al diagonalelor verifică și .
Arată răspunsul
Răspuns: , .
Axa de simetrie duce în și în , deci duce diagonala în diagonala . Punctul , aflat pe axă, este propriul corespondent, deci distanțele de la la și la (corespondente prin simetrie) sunt egale, la fel cele de la la și la .
Într-un trapez , și . Exprimă linia mijlocie în funcție de .
Arată răspunsul
Răspuns: .
.
Un trapez () are . Demonstrează că , deci că trapezul este isoscel.
Arată răspunsul
Răspuns: , deci trapezul este isoscel.
Ducem înălțimile și pe . Triunghiurile dreptunghice și au ipotenuzele și catetele , deci sunt congruente prin ipotenuză-catetă și . Cum este comun, . Triunghiurile și au catetele și , deci sunt congruente și .
Un trapez isoscel are unghiul de la baza mică de și baza mare cm, baza mică cm. Calculează linia mijlocie și unghiurile de la baza mare.
Arată răspunsul
Răspuns: cm; unghiurile de la baza mare sunt de fiecare.
cm; unghiul de la baza mare, alăturat celui de , este suplementar: , iar celălalt unghi de la baza mare este congruent cu el.
Mini-test
Rezolvă pe caiet, apoi vezi răspunsul. Nu se salvează niciun punctaj.
1. Trapezul este, prin definiție:
Arată răspunsul
Răspuns: patrulaterul convex cu exact o pereche de laturi opuse paralele
2. Trapezul are . Ce sunt și pentru trapez, și ce sunt și ?
Arată răspunsul
Răspuns: și sunt bazele; și sunt laturile neparalele.
Bazele sunt laturile paralele, oricum ar fi desenate sau notate.
3. Un trapez are bazele cm și cm. Cât este linia mijlocie?
Arată răspunsul
Răspuns: cm.
.
4. Trapezul isoscel are:
Arată răspunsul
Răspuns: laturile neparalele congruente și diagonale congruente
5. Un trapez dreptunghic are un unghi ascuțit de . Cât măsoară unghiul obtuz?
Arată răspunsul
Răspuns:
Unghiul ascuțit și cel obtuz sunt alăturate aceleiași laturi neparalele, deci sunt suplementare: .
6. Un patrulater are o singură pereche de laturi paralele, iar celelalte două laturi sunt congruente. Ce este?
Arată răspunsul
Răspuns: trapez isoscel
O singură pereche de laturi paralele înseamnă trapez; laturile neparalele congruente îl fac trapez isoscel.
7. Unghiurile alăturate aceleiași laturi neparalele a unui trapez sunt:
Arată răspunsul
Răspuns: suplementare
8. Un trapez isoscel are un unghi de la baza mare de . Cât este unghiul de la baza mică, alăturat lui?
Arată răspunsul
Răspuns: .
, unghiuri suplementare pe aceeași latură neparalelă.
9. Trapezul () are și cm. Cât este ?
Arată răspunsul
Răspuns: cm.
Laturile neparalele sunt congruente, deci trapezul este isoscel și are diagonalele congruente: cm.
Întrebări frecvente
Ce este un trapez?
Un patrulater convex cu exact o pereche de laturi opuse paralele, numite baze. Un paralelogram, cu ambele perechi paralele, nu este trapez.
Ce este linia mijlocie a trapezului și cum se calculează?
Segmentul care unește mijloacele laturilor neparalele. Este paralel cu bazele și are lungimea egală cu semisuma bazelor: .
Ce este un trapez isoscel?
Trapezul cu laturile neparalele congruente. Are, în plus, unghiuri egale la fiecare bază și diagonale congruente.
Ce este un trapez dreptunghic?
Trapezul care are o latură neparalelă perpendiculară pe baze, deci exact două unghiuri drepte.
Resurse utile
Ai terminat lecția
Trapezul. Linia mijlocie în trapez. Trapezul isoscel
Ai parcurs această lecție. Poți continua folosind navigarea de mai jos.





