Четырехугольник

Курс „Интеграл. Плоские фигуры”

Изученные до сих пор четырехугольники мы классифицировали в зависимости от того, сколько у них пар параллельных сторон.

Выпуклый четырехугольник, не имеющий параллельных сторон, называется трапецоидом.

Четырехугольник, у которого две стороны параллельны, а две другие непараллельны, называется трапецией.

Четырехугольник, противоположные стороны которого параллельны, называется параллелограммом.

Трапеция и ее свойства

Трапеция, одна из боковых сторон которой перпендикулярна основаниям, называется прямоугольной трапецией.

Трапеция с равными боковыми сторонами называется равнобедренной трапецией.

У равнобедренной трапеции имеется описанная около нее окружность. Другие трапеции не имеют описанной окружности.

Отрезок, соединяющий середины боковых сторон трапеции, называется средней линией трапеции.

Сумма углов, прилежащих к боковой стороне трапеции, равна 180° (рис. 1.64).

Рис. 1.64

k=a + b2;   S=k·h=h(a + b)2

Упражнения

Рис. 1.65

Ответ: d м.

Ответ: P cм; S 2

Ответ: S cм2

Ответ: S cм2

Ответ: S cм2

Параллелограмм и его свойства

Противоположные стороны параллелограмма параллельны и равны.

Сумма углов, прилежащих к стороне параллелограмма, равна 180°.

Диагонали параллелограмма делятся пополам в точке их пересечения.

Параллелограмм с равными сторонами называется ромбом.

Параллелограмм с равными углами, прилежащими к стороне, является прямоугольником.

Ромб, прямоугольник и квадрат – это частные случаи параллелограмма, следовательно, они обладают всеми свойствами параллелограмма (рис. 1.66).

Рис. 1.66

Параллелограмм, отличный от ромба и прямоугольника

AB = DC; AD = BC
AO = OC; BO = OD
α + β = 180°
S = ah = ab sin α​​​

Параллелограмм с равными сторонами, или ромб

d_1\ \perp\ d_2
S=\frac{d_1d_2}{2}
S=ah​​

Параллелограмм с равными углами, или прямоугольник

α = 90°
S = ab

Параллелограмм с равными сторонами и углами, или квадрат

S=a^2

Упражнения

Прилежащие
углы

Смежные
стороны

равны

различны

равны

различны

Какие свойства добавятся к ним, если рассмотреть

  • прямоугольник?
  • квадрат?

Ответ: сторона квадрата равна  cм.

Рис. 1.67

Опираясь на формулу площади треугольника, выведите формулу, выражающую площадь параллелограмма через его сторону и проведенную к этой стороне высоту (рис. 1.67).

Рис. 1.67

Ответ: P cм.

Ответ: S cм2

Ответ: S cм2

С помощью формулы площади треугольника S=\frac{ah}{2}, выведите формулу, выражающую площaдь ромба через его диагонали (рис. 1.68).

Рис. 1.68

S=d1 · d22

Ответ: h дм.

Ответ: S cм2

Найдите:

  1. углы между диагональю и сторонами прямоугольника.
    Ответ: эти углы равны ° и °.
  2. соотношение между большей стороной а и меньшей стороной b прямоугольника.
    Ответ: a
  3. стороны прямоугольника с точностью до сотых.
    Ответ: a см и b см.
  1. Какого вида четырехугольник получился? Почему?
    Ответ: получился , так как 
  2. Исследуйте зависимость периметра этого четырехугольника от длины боковой стороны а (инструмент Расстояние или длина). Обоснуйте полученное соотношение.
    Ответ: P, так как 
  1. Начертите в координатной сетке квадрат и соедините последовательно отрезками середины его сторон. Какая фигура получилась? Каково отношение площадей полученной фигуры и исходной фигуры? Обоснуйте свой ответ.
  2. Исследуйте ту же проблему, если исходной фигурой является прямоугольник, а также отличный от прямоугольника и ромба параллелограмм. Для этого сдвигайте подходящим образом вершины исходного квадрата. Обоснуйте свои гипотезы, польуясь свойствами средней линии треугольника.
    Указание. Соедините отрезками середины сторон исходной фигуры и проведите ее диагонали.
  3. Каким условиям должны удовлетворять диагонали исходной фигуры, чтобы при описанном выше построении получался отличный от квадрата параллелограмм? Квадрат? Отличный от квадрата ромб? Параллелограмм, не являющийся ни прямоугольником, ни ромбом?