Что такое свойство в геометрии определение

7 класс. Геометрия. Начальные геометрические сведения. Признаки, свойства и определения.

7 класс. Геометрия. Начальные геометрические сведения. Признаки, свойства и определения.

Вопросы

Задай свой вопрос по этому материалу!

Поделись с друзьями

Комментарии преподавателя

Определение. Примеры определений

Опре­де­ле­ние – это пер­вич­ное опи­са­ние объ­ек­та.

Смеж­ные углы – это такие углы, ко­то­рые до­пол­ня­ют друг друга на 1800.

Тре­уголь­ник на­зы­ва­ет­ся рав­но­бед­рен­ным, если две его сто­ро­ны равны.

Также встре­ча­ют­ся и такие ва­ри­ан­ты этого опре­де­ле­ния:

Рав­но­бед­рен­ный тре­уголь­ник – это тре­уголь­ник, в ко­то­ром две сто­ро­ны между собой.

Рав­но­бед­рен­ным на­зы­ва­ет­ся тре­уголь­ник, у ко­то­ро­го две сто­ро­ны равны.

Тре­уголь­ник, у ко­то­ро­го две сто­ро­ны равны, на­зы­ва­ют рав­но­бед­рен­ным.

Клю­че­вые слова: это, на­зы­ва­ют.

У свой­ства осо­бен­ность в том, что объ­ект уже дан (на­при­мер, мы его видим), его не нужно опи­сы­вать, а нужно ука­зать его свой­ства на ос­но­ве уви­ден­но­го.

Примеры свойств

На­при­мер «стол», его опре­де­ле­ние – пред­мет ме­бе­ли в виде ши­ро­кой го­ри­зон­таль­ной пла­сти­ны на опо­рах, нож­ках. А, видя его, можно ука­зать на его свой­ства (рис. 1): он имеет че­ты­ре ножки, пря­мо­уголь­ной формы и т. д. На ри­сун­ке 2 изоб­ра­жен также стол по опре­де­ле­нию, но свой­ства у него немно­го дру­гие: круг­лая форма, ци­лин­дри­че­ские ножки и т. д.

Свой­ства рав­но­бед­рен­но­го тре­уголь­ни­ка

Рис. 3. Рав­но­бед­рен­ный тре­уголь­ник

Мы знаем, что этот тре­уголь­ник рав­но­бед­рен­ный, ис­хо­дя из ри­сун­ка 3, ука­зы­ва­ем на его свой­ства: в рав­но­бед­рен­ном тре­уголь­ни­ке углы при ос­но­ва­нии равны, вы­со­та, про­ве­ден­ная к ос­но­ва­нию, сов­па­да­ет с ме­ди­а­ной и бис­сек­три­сой.

Опре­де­ле­ние и свой­ство пря­мо­уголь­ни­ка

Рис. 4. Пря­мо­уголь­ник

Опре­де­ле­ние: пря­мо­уголь­ник – это че­ты­рех­уголь­ник, у ко­то­ро­го все углы пря­мые.

А когда пря­мо­уголь­ник дан (рис. 4), мы можем ука­зать свой­ство – у пря­мо­уголь­ни­ка диа­го­на­ли равны.

Признак и свойство

При­знак от­ли­ча­ет­ся от свой­ства тем, что в свой­стве фи­гу­ра дана и мы го­во­рим о ней, а в при­зна­ке нам не дана фи­гу­ра и мы ее рас­по­зна­ем.

Из­ве­стен при­знак жи­вот­но­го – хобот. Можно пред­по­ло­жить, что это слон.

А если из­вест­но, что жи­вот­ное – слон, то свой­ством его будет на­ли­чие хо­бо­та. Так же и в гео­мет­рии.

Свой­ства и при­знак рав­но­бед­рен­но­го тре­уголь­ни­ка

Рис. 5. Рав­но­бед­рен­ный тре­уголь­ник

Свой­ство: в рав­но­бед­рен­ном тре­уголь­ни­ке углы при ос­но­ва­нии равны. В этом слу­чае дан тре­уголь­ник (рис. 5).

При­знак: если в тре­уголь­ни­ке углы при ос­но­ва­нии равны, то этот тре­уголь­ник рав­но­бед­рен­ный. В этом слу­чае мы не знаем, что этот тре­уголь­ник рав­но­бед­рен­ный, но, зная, что углы при ос­но­ва­нии равны, де­ла­ем вывод, что тре­уголь­ник рав­но­бед­рен­ный.

В свой­стве объ­ект уже дан и мы опре­де­ля­ем его ха­рак­те­ри­сти­ки, в при­зна­ке мы пы­та­ем­ся опре­де­лить объ­ект с по­мо­щью ка­ких-то ха­рак­те­ри­стик, а опре­де­ле­ние дает пер­вич­ное по­ни­ма­ние, что это за объ­ект.

Пары свойство-признак

Свой­ство: у слона есть хобот.

При­знак: если у жи­вот­но­го есть хобот, то это слон.

При­знак: если в тре­уголь­ни­ке углы при ос­но­ва­нии равны, то тре­уголь­ник рав­но­бед­рен­ный.

Свой­ство: в рав­но­бед­рен­ном тре­уголь­ни­ке углы при ос­но­ва­нии равны.

Свой­ство: если тре­уголь­ник рав­но­бед­рен­ный, то вы­со­та, про­ве­ден­ная к ос­но­ва­нию, сов­па­да­ет с ме­ди­а­ной и бис­сек­три­сой.

При­знак: если в тре­уголь­ни­ке вы­со­та сов­па­ла с ме­ди­а­ной, то тре­уголь­ник рав­но­бед­рен­ный.

Не все­гда пары при­знак-свой­ство вы­пол­ня­ют­ся на прак­ти­ке.

Рас­смот­рим это на гео­мет­ри­че­ском при­ме­ре.

Рис. 6. Ил­лю­стра­ция к при­ме­ру

Свой­ство: смеж­ные углы в сумме дают 1800

Рис. 7. Ил­лю­стра­ция к при­ме­ру

Сле­ду­ет пом­нить, что свой­ства и при­зна­ки не все­гда идут па­ра­ми.

Определение признака и свойства фигуры

Рис. 8. Ил­лю­стра­ция к при­ме­ру

Во­прос: по­че­му в рав­но­бед­рен­ном тре­уголь­ни­ке две сто­ро­ны равны между собой (рис. 8)?

Ответ: по опре­де­ле­нию.

Во­прос: по­че­му в рав­но­бед­рен­ном тре­уголь­ни­ке углы при ос­но­ва­нии равны?

Ответ: по свой­ству. По­то­му что мы знаем, что это за тре­уголь­ник.

Во­прос: по­че­му если в тре­уголь­ни­ке углы при ос­но­ва­нии равны, то этот тре­уголь­ник рав­но­бед­рен­ный?

Ответ: по при­зна­ку. В дан­ном слу­чае не дано, что тре­уголь­ник рав­но­бед­рен­ный.

Заключение

Се­год­ня на уроке мы разо­бра­ли раз­ни­цу между опре­де­ле­ни­я­ми, при­зна­ка­ми и свой­ства­ми. Вспом­ним. Опре­де­ле­ние – это пер­вич­ное по­ни­ма­ние того, что за объ­ект перед нами. Свой­ство – это когда дан объ­ект и мы его изу­ча­ем. При­знак со­сто­ит в том, что объ­ект не дан и мы пы­та­ем­ся его вы­де­лить из общей массы.

Источник

Методическая разработка по геометрии «Признак или свойство?»

Признак или свойство?

Понятия «признак», «свойство» являются одними из фундаментальных в геометрии. Однако в школьных учебниках определения этих понятий практически не встречаются.

Я считаю, что уверенное владение этими понятиями является необходимым условием хорошего знания математики.

Великий сыщик Шерлок Холмс имел в своем распоряжении громадное количество общих утверждений, которыми он умело пользовался, опираясь на дедуктивный метод – от общего к частному. Так, например, из общего утверждения

«Если человек имеет татуировку в виде якоря, то этот человек – моряк»

И частного рассуждения

«Джон Смит имеет татуировку в виде якоря»,

Холмс делает вывод:

Здесь общее утверждение есть не что иное, как признак моряка, т.е. только ему присущая черта. В словаре русского языка можно найти определение моряка: «Моряком называется человек, который служит во флоте». Приведенный пример показывает, что определение и признак – разные утверждения.

Подведем итог. Во всяких утверждениях вида «Если А, то этот человек – моряк» А является признаком моряка.

Заметим, что синонимом слова «признак» является слово «примета». И тогда можно вспомнить известные признаки хорошей погоды, плохой погоды.

В утверждении вида «Если человек – моряк, то А» А выражает свойство моряка. Вместо А можно подставить подходящие утверждения, например, «любит море», «умеет вязать морские узлы». Свойство отличается от признака тем, что присуще не только моряку. Но, с другой стороны, если вы встретили моряка, то он обязательно обладает этим свойством.

В качестве домашнего задания можно предложить ребятам выписать в тетради утверждения, которые выражали бы свойства умного человека, скучного человека, доброго человека, сильного человека.

Успешное овладение понятиями признак и свойство – один из главных этапов осмысленного подхода к решению задач.

Для этого на уроках необходимо включать в уроки небольшие логические игры и упражнения, цель которых – научить ребят хорошо разбираться в том, что есть «признак», а что есть «свойство». Вот примеры таких упражнений.

Упражнение 1. Используя слова «признак» или «свойство», назовите следующие утверждения:

«Если человек любит животных, то он добрый».

«Если человек сильный, то сможет подтянуться 20 раз».

«Если человек голодный, то он злой».

«Если человек умный, то он подумает прежде, чем сказать».

Упражнение 2. Сформулируйте в виде «Если …, то…» утверждения:

«В том то и признак настоящего искусства, что оно всегда современно, насущно-полезно» (Ф.Достоевский).

«У всех учеников 7 «Б» класса есть замечательное свойство: они любят математику».

Упражнение 3. Назовите двумя способами, используя слова «свойство» и «признак», утверждение:

«Если человек спортсмен, то он обладает хорошим здоровьем».

«Если человек хорошо играет в шахматы, то он умеет мыслить логически».

Следует довести до понимания ученика, что в одном и том же общем утверждении содержится как признак, так и свойство. Поэтому на первых парах наибольшую ценность представляют задачи, в которых используются и свойство, и признак.

Пусть, например требуется доказать что биссектрисы накрест лежащих углов при параллельных прямых параллельны.

Прямые параллельны, следовательно, надо использовать утверждения вида «Если прямые параллельны, то:», то есть свойства параллельных прямых. Далее, нужно доказать, что биссектрисы параллельны, значит, надо использовать признак параллельных прямых.

Упражнение 4. Назовите углы, которые обладают тем же свойством, что и

а) вертикальные углы; б) смежные углы.

а) углы при основании равнобедренного треугольника, накрест лежащие углы при параллельных прямых, соответственные углы;

б) углы треугольника, внутренние односторонние углы при параллельных прямых.

В данном упражнении закрепляется понимание того, что свойство – это нечто непременно присущее данному объекту, но подобным свойством могут обладать и другие объекты.

Упражнение 5. Назовите признаки: а) равных углов; б) параллельных прямых; в) равнобедренного треугольника.

Данное упражнение должно сформировать понимание того, что объект может иметь много признаков, и по одному признаку найти все объекты данного вида мы не сможем.

Например, признаком того, что число делится на 2, является его делимость на 4, на 6, на 10. Используя один из этих признаков мы действительно находим числа, которые делятся на 2, но это будут не все такие числа.

Упражнение 6. Приведите пример свойства, которое одновременно является признаком.

Из вышесказанного ясно, что это должно быть уникальное свойство, то есть присущее только этому объекту. Например, свойство углов при основании равнобедренного треугольника.

Итак, в конце 7 класса надо добиться понимания того, что:

Признаком А являются такие утверждения В, что верно предложение

Свойством А являются такие утверждения В, что верно предложение

Одно и то же утверждение вида

Можно рассматривать как признак В или как свойство А.

На первых уроках геометрии в 8 классе можно сообщить учащимся, что для тех утверждений, которые мы называли признаками и свойствами, в математике используются термины «достаточное условие» и «необходимое условие».

Например, известное свойство вертикальных углов можно сформулировать следующим образом: «Для того чтобы углы были вертикальными, необходимо, чтобы они были равны» или «Равенство углов является необходимым условием вертикальных углов».

Упражнение 7. Используя термины «необходимо» и «необходимое условие», сформулируйте теоремы о свойстве вертикальных углов, свойствах равнобедренного треугольника.

Возможный ответ: свойство является лишь необходимым условием; следовательно, теорему-свойство углов равнобедренного треугольника можно сформулировать так:

«Для того чтобы треугольник был равнобедренным, необходимо, чтобы углы при его основании были равны».

«Для того чтобы треугольник был равнобедренным, необходимо, чтобы его медиана являлась высотой».

Упражнение 8. Используя термин «достаточно», сформулируйте признак равенства треугольников и признак равнобедренного треугольника.

Понятия «необходимое условие», «достаточное условие» очень удобно отрабатывать в процессе изучения темы «Четырехугольники». Эта тема содержит большое число утверждений, которые одновременно являются и необходимыми, и достаточными.

Упражнение 9. Установите, какие из утверждений являются верными, а какие-нет:

а) для того чтобы четырехугольник был параллелограммом, необходимо и достаточно, чтобы его диагонали делились точкой пересечения пополам;

б) для того чтобы четырехугольник был ромбом, необходимо и достаточно, чтобы его диагонали были перпендикулярны;

в) для того чтобы четырехугольник был прямоугольником, необходимо и достаточно, чтобы его диагонали были равны.

Ответ: утверждение а) верно.

Рассмотрим подробнее утверждения б) и в). Конечно равенство диагоналей четырехугольника не является достаточным условием для того, чтобы он был прямоугольником, так же как и перпендикулярность диагоналей – лишь необходимое условие для того, чтобы четырехугольник был ромбом.

Задание к упражнению 9: «Заменить слово в предложениях б) и в) так, чтобы данные утверждения стали верными».

Ответ: вместо слова «четырехугольник» надо поставить слово «параллелограмм».

Упражнение 10. Проверьте, верно ли утверждение:

а) для того чтобы четырехугольник был прямоугольником, необходимо и достаточно, чтобы его диагонали были равны и точкой пересечения делились пополам;

б) для того чтобы четырех угольник был ромбом, необходимо и достаточно, чтобы все его стороны были равны;

в) для того чтобы четырехугольник был ромбом, необходимо и достаточно, чтобы диагонали были биссектрисами его углов.

Упражнение 11. Вставьте вместо многоточия подходящие по смыслу термины «необходимо», «достаточно» и «необходимо и достаточно».

а) для того чтобы четырехугольник был параллелограммом, … чтобы его противолежащие углы были равны;

б) для того чтобы диагонали в четырехугольнике были равны, … чтобы он был прямоугольником;

в) для того чтобы четырехугольник был квадратом, … чтобы все его углы были равны.

Ответы: а)необходимо и достаточно; б) достаточно; в) необходимо.

Упражнение 12. Сформулируйте в виде «Если А, то В» следующие утверждения:

а) Перпендикулярность диагоналей – необходимое условие для того, чтобы четырехугольник был ромбом;

б) «Знать необходимо не затем, чтобы только знать, но для того, чтобы делать» (М.Горький)

Другими словами: знание – необходимое, но недостаточное условие для того, чтобы делать что то полезное.

Итак, если в 7 классе ученики прочно овладели понятиями «признак» и «свойство», то в 8 классе целесообразно введение терминов «необходимо» и «достаточно», поскольку тема «Четырехугольники» представляет немало возможностей для работы с этими терминами.

Источник

Вот и настал момент прощания с математикой, сопровождающей нас на протяжении долгих шести лет школьной жизни. Но огорчаться не нужно, на смену привычной математике приходят занимательные и интересные разделы этой науки – алгебра и геометрия.

Давайте разберемся, что же такое геометрия, для чего она нужна, где её используют?
В дословном переводе с греческого, геометрия означает землемерие:

Геометрия (от др.-греч. γεωμετρία, от γῆ — земля и μετρέω — измеряю) — раздел математики, изучающий пространственные структуры и отношения, а также их обобщения.

Геометрия как систематическая наука появилась в Древней Греции, её аксиоматические построения описаны в «Началах» Евклида. Евклидова геометрия занималась изучением простейших фигур на плоскости и в пространстве, вычислением их площади и объёма. Предложенный Декартом в 1637 году координатный метод лёг в основу аналитической и дифференциальной геометрии, а задачи, связанные с черчением, привели к созданию начертательной и проективной геометрии. При этом все построения оставались в рамках аксиоматического подхода Евклида. Коренные изменения связаны с работами Лобачевского в 1829 году, который отказался от аксиомы параллельности и создал новую неевклидову геометрию, определив таким образом путь дальнейшего развития науки и создания новых теорий.
Классификация геометрии, предложенная Клейном в «Эрлангенской программе» в 1872 году и содержащая в своей основе инвариантность геометрических объектов относительно различных групп преобразований, сохраняется до сих пор.

Аксиома — математическое предложение, принимаемое без доказательства, называют аксиомой.

Планиметрия — раздел евклидовой геометрии, исследующий фигуры на плоскости.

Стереометрия — раздел евклидовой геометрии, в котором изучаются фигуры в пространстве.

Проективная геометрия — изучающая проективные свойства фигур, то есть свойства, сохраняющиеся при их проективных преобразованиях.

Аффинная геометрия — изучающая свойства фигур, сохраняющиеся при аффинных преобразованиях.

Начертательная геометрия — инженерная дисциплина, в основе которой лежит метод проекций. Этот метод использует две и более проекций (ортогональных или косоугольных), что позволяет представить трехмерный объект на плоскости.

Прямая линия, ограниченная с одного конца и неограниченная с другого, называется лучом.

Угол — это геометрическая фигура, образованная двумя лучами (стороны угла), исходящими из одной точки (вершина угла). Применяются две единицы измерения углов: радиан и градус. Угол в 90° называется прямым; угол, меньший чем 90°, называется острым; угол, больший чем 90°, называется тупым.

Смежные углы — это углы, имеющие общую вершину и общую сторону; две другие стороны являются продолжениями одна другой. Сумма смежных углов равна 180°. Вертикальные углы — это два угла с общей вершиной, у которых стороны одного являются продолжениями сторон другого.

Биссектрисой угла — называется луч, делящий угол пополам.

Две прямые называются параллельными, если они лежат в одной плоскости и не пересекаются, сколько бы их ни продолжать. Все прямые, параллельные одной прямой, параллельны между собой. Все перпендикуляры к одной и той же прямой параллельны между собой, и обратно, прямая, перпендикулярная к одной из параллельных прямых, перпендикулярна к остальным. Длина отрезка перпендикуляра, заключенного между двумя параллельными прямыми, есть расстояние между ними. При пересечении двух параллельных прямых третьей прямой образуются восемь углов, которые попарно называются: соответственные углы (эти углы попарно равны); внутренние накрест лежащие углы (они попарно равны); внешние накрест лежащие углы (они попарно равны); внутренние односторонние углы (их сумма равна 180°); внешние односторонние углы (их сумма равна 180°).

Теорема Фалеса. При пересечении сторон угла параллельными прямыми стороны угла делятся на пропорциональные отрезки.

Точка — это абстрактный объект, который не имеет измерительных характеристик: ни высоты, ни длины, ни радиуса. В рамках задачи важно только его местоположение.
Точка обозначается цифрой или заглавной (большой) латинской буквой. Несколько точек — разными цифрами или разными буквами, чтобы их можно было различать

Линия — представляет собой массу точек. Линии принято обозначать строчными буквами латиницы.

С углами, отрезками и методом сравнения без использования вычислений мы познакомились. Теперь давайте узнаем, какие бывают виды углов в зависимости от градусной меры.

Острый. Градусная мера 90 ˚

Развернутый. Градусная мера =180 ˚. Развернутый угол, состоит из двух прямых углов.

Когда углы дополняют один другого, то они могут быть смежными углами и вертикальными углами.

Смежные углы – углы, у которых есть общая сторона, а из оставшихся сторон получается прямая линия.

Если прямые никогда не пересекаются на плоскости, то их называют параллельными.

Аксиома принадлежности — через любые две точки на плоскости можно провести прямую и притом только одну. Аксиома порядка: среди любых трех точек, лежащих на прямой, есть не более одной точки, лежащей между двух других.

Aксиома конгруэнтности (равенства) отрезков и углов —если два отрезка (угла) конгруэнтны третьему, то они конгруэнтны между собой. Аксиома параллельных прямых: через любую точку, лежащую вне прямой, можно провести другую прямую, параллельную данной, и притом только одну.

Аксиома непрерывности (аксиома Архимеда): для любых двух отрезков AB и CD существует конечный набор точек A1, A2, …, An, лежащих на прямой AB, таких что отрезки AA1, A1A2, …, An-1An конгруэнтны отрезку CD, a точка B лежит между A и An.

Плоская фигура, образованная замкнутой цепочкой отрезков, называется многоугольником.
В зависимости от количества углов многоугольник может быть треугольником, четырехугольником, пятиугольником, шестиугольником и т. д. Сумма длин называется периметром и обозначается p.
Если все диагонали лежат внутри многоугольника, он называется выпуклым. Сумма внутренних углов выпуклого многоугольника равна 180°*(n—2), где n — число углов (или сторон) многоугольника.

Треугольник — это многоугольник с тремя сторонами (или тремя углами). Если все три угла острые, то это остроугольный треугольник. Если один из углов прямой, то это прямоугольный треугольник; стороны, образующие прямой угол, называются катетами; сторона, противоположная прямому углу, называется гипотенузой. Если один из углов тупой, то это тупоугольный треугольник. Треугольник равнобедренный, если две его стороны равны. Треугольник равносторонний, если все его стороны равны.

В прямоугольном треугольнике справедливы следующие соотношения:

Площадь прямоугольного треугольника :

Радиус вписанной окружности:

В произвольном треугольнике:

В любой правильный многоугольник можно вписать окружность и около него можно описать окружность:

Площадь правильного многоугольника:

Длины сторон и диагоналей связаны формулой:

Основные свойства треугольников:

Признаки равенства треугольников: треугольники равны, если равны:

Признаки равенства прямоугольных треугольников: два прямоугольных треугольника равны, если выполняется одно из следующих условий:

Высота треугольника — это перпендикуляр, опущенный из любой вершины на противоположную сторону (или ее продолжение). Эта сторона называется основанием треугольника. Три высоты треугольника всегда пересекаются в одной точке, называемой ортоцентром треугольника. Ортоцентр остроугольного треугольника расположен внутри треугольника, а ортоцентр тупоугольного треугольника — снаружи; ортоцентр прямоугольного треугольника совпадает с вершиной прямого угла.

Формула для высоты треугольника:

Медиана — это отрезок, соединяющий любую вершину треугольника с серединой противоположной стороны. Три медианы треугольника пересекаются в одной точке, всегда лежащей внутри треугольника и являющейся его центром тяжести. Эта точка делит каждую медиану в отношении 2:1, считая от вершины.

Биссектриса — это отрезок биссектрисы угла от вершины до точки пересечения с противоположной стороной. Три биссектрисы треугольника пересекаются в одной точке, всегда лежащей внутри треугольника и являющейся центром вписанного круга. Биссектриса делит противоположную сторону на части, пропорциональные прилегающим сторонам.
Формула для биссектрисы треугольника:

Срединный перпендикуляр — это перпендикуляр, проведенный из средней точки отрезка (стороны). Три срединных перпендикуляра треугольника пересекаются в одной точке, являющейся центром описанного круга. В остроугольном треугольнике эта точка лежит внутри треугольника; в тупоугольном — снаружи; в прямоугольном — в середине гипотенузы. Ортоцентр, центр тяжести, центр описанного и центр вписанного круга совпадают только в равностороннем треугольнике.

Теорема Пифагора. В прямоугольном треугольнике квадрат длины гипотенузы равен сумме квадратов длин катетов: c2 = a2 + b2.

В общем случае (для произвольного треугольника) имеем: c2=a2+b2–2?a?b?cosC, где C — угол между сторонами a и b.

Четырехугольник — фигура, образованная четырьмя точками (вершинами), никакие три из которых не лежат на одной прямой, и четырьмя последовательно соединяющими их отрезками (сторонами), которые не должны пересекаться.

Параллелограмм — это четырехугольник, противоположные стороны которого попарно параллельны. Любые две противоположные стороны параллелограмма называются его основаниями, а расстояние между ними — высотой.

Радиус вписанной в параллелограмм окружности:

Прямоугольник — это параллелограмм, все углы которого равны 90°.

Основные свойства прямоугольника.
Стороны прямоугольника являются одновременно его высотами.
Диагонали прямоугольника равны: AC = BD.

Квадрат диагонали прямоугольника равен сумме квадратов его сторон (по теореме Пифагора).

Площадь прямоугольника:S = ab.

Радиус описанной около прямоугольника окружности:

Ромбом называется параллелограмм, у которого все стороны равны. Диагонали ромба взаимно перпендикулярны и делят их углы пополам.

Площадь ромба выражается через диагонали:

Квадрат — это параллелограмм с прямыми углами и равными сторонами. Квадрат является частным случаем прямоугольника и ромба одновременно, следовательно, он обладает всеми их вышеперечисленными свойствами.

Радиус описанной около квадрата окружности:

Радиус вписанной в квадрат окружности:

Трапеция — это четырехугольник, у которого две противоположные стороны параллельны. Параллельные стороны называюся основаниями трапеции, а две другие — боковыми сторонами. Расстояние между основаниями есть высота. Отрезок, соединяющий средние точки боковых сторон, называется средней линией трапеции. Средняя линия трапеции равна полусумме оснований и параллельна им. Трапеция с равными боковыми сторонами называется равнобочной трапецией. В равнобочной трапеции углы при каждом основании равны.

Средняя линия треугольника — это отрезок, соединяющий средние точки боковых сторон треугольника. Средняя линия треугольника равна половине его основания и параллельна ему. Это свойство вытекает из свойства трапеции, так как треугольник может рассматриваться как случай вырождения трапеции, когда одно из ее оснований превращается в точку.

Подобие плоских фигур. Если изменить все размеры плоской фигуры одно и то же число раз (отношение подобия), то старая и новая фигуры называются подобными. Два многоугольника подобны, если их углы равны, а стороны пропорциональны.

Площади подобных фигур пропорциональны квадратам их сходственных линий (например, сторон, диаметров).

Геометрическое место точек — это множество всех точек, удовлетворяющих определенным заданным условиям.

Окружность — это геометрическое место точек на плоскости, равноудаленных от одной точки, называемой центром окружности. Отрезок, соединяющий центр окружности с какой-либо её точкой, называется радиусом и обозначается — r. Часть плоскости, ограниченная окружностью, называется кругом. Часть окружности называется дугой. Прямая, проходящая через две точки окружности, называется секущей, а ее отрезок, лежащий внутри окружности — хордой. Хорда, проходящая через центр круга, называется диаметром и обозначается d. Диаметр — это наибольшая хорда, по величине равная двум радиусам: d = 2r.

Сегмент — это часть круга, ограниченная дугой и соответствующей хордой. Длина перпендикуляра, проведенного из середины хорды до пересечения с дугой, называется высотой сегмента.

Сектор — это часть круга, ограниченная дугой и двумя радиусами, проведенными к концам этой дуги.

Центральный угол — угол, образованный двумя радиусами. Вписанный угол — это угол, образованный двумя хордами, проведенными из их одной общей точки. Описанный угол — угол, образованный двумя касательными, проведенными из одной общей точки.

Радианная мера любого угла — это отношение длины дуги, проведенной произвольным радиусом и заключенной между сторонами этого угла, к ее радиусу.

Соотношения между элементами круга.

Вписанный угол равен половине центрального угла, опирающегося на ту же дугу. Следовательно, все вписанные углы, опирающиеся на одну и ту же дугу, равны. А так как центральный угол содержит то же количество градусов, что и его дуга, то любой вписанный угол измеряется половиной дуги, на которую он опирается.

Все вписанные углы, опирающиеся на полукруг, прямые.

Угол, образованный двумя хордами, измеряется полусуммой дуг, заключенных между его сторонами.

Угол, образованный двумя секущими, измеряется полуразностью дуг, заключенных между его сторонами.

Угол, образованный касательной и хордой, измеряется половиной дуги, заключенной внутри него.

Угол, образованный касательной и секущей, измеряется полуразностью дуг, заключенных между его сторонами.

Описанный угол, образованный двумя касательными, измеряется полуразностью дуг, заключенных между его сторонами.

Произведения отрезков хорд, на которые они делятся точкой пересечения, равны.

Квадрат касательной равен произведению секущей на ее внешнюю часть.

Хорда, перпендикулярная диаметру, делится в их точке пересечения пополам.

Вписанным в круг называется многоугольник, вершины которого расположены на окружности. Описанным около круга называется многоугольник, стороны которого являются касательными к окружности. Соответственно, окружность, проходящая через вершины многоугольника, называется описанной около многоугольника; окружность, для которой стороны многоугольника являются касательными, называется вписанной в многоугольник. Для произвольного многоугольника невозможно вписать в него и описать около него окружность. Для треугольника эта возможность существует всегда.

В четырехугольник можно вписать окружность, если суммы его противоположных сторон равны. Для параллелограммов это возможно только для ромба (квадрата). Центр вписанного круга расположен в точке пересечения диагоналей. Около четырехугольника можно описать круг, если сумма его противоположных углов равна 180°. Для параллелограммов это возможно только для прямоугольника (квадрата). Центр описанного круга лежит в точке пересечения диагоналей. Вокруг трапеции можно описать круг, если только она равнобочная. Правильный многоугольник — это многоугольник с равными сторонами и углами.

Основные аксиомы стереометрии.

Какова бы ни была плоскость, существуют точки, принадлежащие этой плоскости, и точки, не принадлежащие ей.

Если две различные плоскости имеют общую точку, то они пересекаются по прямой, проходящей через эту точку.

Если две различные прямые имеют общую точку, то через них можно провести одну и только одну плоскость.

Через три точки, лежащие на одной прямой, можно провести бесчисленное множество плоскостей, образующих в этом случае пучок плоскостей. Прямая, через которую проходят все плоскости пучка, называется осью пучка. Через любую прямую и точку, лежащую вне этой прямой, можно провести одну и только одну плоскость. Через две прямые не всегда можно провести плоскость, тогда эти прямые называются скрещивающимися.

Скрещивающиеся прямые не пересекаются, сколько бы их ни продолжать, но они не являются параллельными прямыми, так как не лежат в одной плоскости. Только параллельные прямые являются непересекающимися линиями, через которые можно провести плоскость. Разница между скрещивающимися и параллельными прямыми состоит в том, что параллельные прямые имеют одинаковое направление, а скрещивающиеся — нет. Через две пересекающиеся прямые всегда можно провести одну и только одну плоскость. Расстояние между двумя скрещивающимися прямыми есть длина отрезка, соединяющего ближайшие точки, расположенные на скрещивающихся прямых. Непересекающиеся плоскости называются параллельными плоскостями. Плоскость и прямая либо пересекаются (в одной точке), либо нет. В последнем случае говорят, что прямая и плоскость параллельны друг другу.

Перпендикуляром, опущенным из точки на плоскость, называется отрезок, соединяющий данную точку с точкой плоскости и ежащей на прямой, перпендикулярной плоскости.

Проекцией точки на плоскость называется основание перпендикуляра, опущенного из точки на плоскость. Проекцией отрезка на плоскость P является отрезок, концы которого являются проекциями точек данного отрезка.

Двугранным углом называется фигура, образованная двумя полуплоскостями с общей ограничивающей их прямой. Полуплоскости называются гранями, а ограничивающая их прямая — ребром двугранного угла. Плоскость, перпендикулярная к ребру, дает в ее пересечении с полуплоскостями угол называемый линейным углом двугранного угла. Двугранный угол измеряется своим линейным углом.

Многогранный угол. Если через точку провести множество плоскостей, которые последовательно пересекаются друг с другом по прямым, то получим фигуру, называемую многогранным углом. Плоскости, образующие многогранный угол называются его гранями; прямые, по которым последовательно пересекаются грани называются ребрами многогранного угла. Минимальное количество граней многогранного угла равно трем.

Параллельные плоскости вырезают на ребрах многогранного угла, пропорциональные отрезки и образуют подобные многоугольники.

Признаки параллельности прямой и плоскости.

Если прямая, лежащая вне плоскости, параллельна какой-либо прямой, лежащей в этой плоскости, то она параллельна этой плоскости.

Если прямая и плоскость перпендикулярны одной и той же прямой, то они параллельны.

Признаки параллельности плоскостей:

Прямая, пересекающая плоскость и не перпендикулярная ей, называется наклонной к плоскости.

Теорема о трех перпендикулярах

Прямая, лежащая в плоскости и перпендикулярная проекции наклонной к этой плоскости, перпендикулярна и самой наклонной.

Признаки параллельности прямых в пространстве:

Уравнение прямой на плоскости в прямоугольной системе координат xy:
ax + bx + c = 0, где a, b, c — постоянные числа, x и y —координаты переменной точки M(x,y) на прямой.

Признаки параллельности прямых:

Признак перпендикулярности плоскостей: если плоскость проходит через прямую, перпендикулярную другой плоскости, то эти плоскости перпендикулярны.

Теорема об общем перпендикуляре к двум скрещивающимся прямым. Для любых двух скрещивающихся прямых существует единственный общий перпендикуляр.

Многогранник — это тело, граница которого состоит из кусков плоскостей (многоугольников). Эти многоугольники называются гранями, их стороны — ребрами, их вершины — вершинами многогранника. Отрезки, соединяющие две вершины и не лежащие на одной грани, называются диагоналями многогранника. Многогранник — выпуклый, если все его диагонали расположены внутри него.

Куб — объемная фигура с шестью равными гранями.

Объем и площадь поверхности куба:

Призмой называется многогранник, две грани которого (основания призмы) — равные многоугольники с соответственно параллельными сторонами, а остальные грани — параллелограммы.

Отрезки, соединяющие соответствующие вершины, называются боковыми ребрами. Высота призмы — это любой перпендикуляр, опущенный из любой точки основания на плоскость другого основания. В зависимости от формы многоугольника, лежащего в основании, призма может быть, соответственно треугольной, четырёхугольной, пятиугольной, шестиугольной и т. д. Если боковые ребра призмы перпендикулярны к плоскости основания, то такая призма называется прямой; в противном случае это наклонная призма. Если в основании прямой призмы лежит правильный многоугольник, то такая призма также называется правильной. Диагональю призмы называется отрезок, соединяющий две вершины призмы, не принадлежащие одной грани.

Площадь боковой поверхности прямой призмы:
Sбок = P*H, где P — периметр основания, а H — высота.

Параллелепипед — это призма, основания которой параллелограммы. Таким образом, параллелепипед имеет шесть граней, и все они — параллелограммы. Противоположные грани попарно равны и параллельны. У параллелепипеда четыре диагонали; они все пересекаются в одной точке и делятся в ней пополам.

Если четыре боковые грани параллелепипеда — прямоугольники, то он называется прямым. Прямой параллелепипед, у которого все шесть граней — прямоугольники, называется прямоугольным. Диагональ прямоугольного параллелепипеда d и его ребра a, b, c связаны соотношением d2 = a2 + b2 + c2. Прямоугольный параллелепипед, все грани которого квадраты, называется кубом. Все ребра куба равны.

Объем и площадь поверхности прямоугольного параллелепипеда:
V = a*b*c, Sполн = 2(ab + ac + bc).

Пирамида — это многогранник, у которого одна грань (основание пирамиды) является произвольным многоугольником, а остальные грани (боковые грани) — треугольники с общей вершиной, называемой вершиной пирамиды. Перпендикуляр, опущенный из вершины пирамиды на ее основание, называется высотой пирамиды. В зависимости от формы многоугольника, лежащего в основании, пирамида может быть, соответственно, треугольной, четырехугольной, пятиугольной, шестиугольной и т. д. Треугольная пирамида является тетраэдром, четырехугольная — пятигранником и т. д. Пирамида называется правильной, если в основании лежит правильный многоугольник, а ее высота падает в центр основания. Все боковые ребра правильной пирамиды равны; все боковые грани — равнобедренные треугольники. Высота боковой грани называется апофемой правильной пирамиды.

Если провести сечение, параллельное основанию пирамиды, то тело, заключенное между этими плоскостями и боковой поверхностью, называется усеченной пирамидой. Параллельные грани называются основаниями; расстояние между ними — высотой. Усеченная пирамида называется правильной, если пирамида, из которой она была получена, — правильная. Все боковые грани правильной усеченной пирамиды — равные равнобочные трапеции.

Площадь боковой поверхности правильной пирамиды:

Объем усеченной пирамиды:

Площадь боковой поверхности правильной усеченной пирамиды:

Цилиндрическая поверхность образуется при движении прямой, сохраняющей свое направление и пересекающейся с заданной линией (кривой). Эта линия называется направляющей. Прямые, соответствующие различным положениям прямой при ее движении, называются образующими цилиндрической поверхности.

Цилиндром называется тело, ограниченное цилиндрической поверхностью с замкнутой направляющей и двумя параллельными плоскостями. Части этих плоскостей называются основаниями цилиндра. Расстояние между основаниями — высота цилиндра. Цилиндр прямой, если его образующие перпендикулярны основанию; в противном случае цилиндр наклонный. Цилиндр называется круговым, если его основание — круг. Если цилиндр является одновременно и прямым, и круговым, то он называется круглым. Призма является частным случаем цилиндра.

Объем, площади боковой и полной поверхностей цилиндра:

Цилиндрические сечения боковой поверхности кругового цилиндра.

Сечения, параллельные основанию, — круги того же радиуса.

Сечения, параллельные образующим цилиндра, — пары параллельных прямых.

Сечения, которые не параллельны ни основанию, ни образующим, — эллипсы.

Коническая поверхность образуется при движении прямой, проходящей все время через неподвижную точку, и пересекающей за данную линию, называемую направляющей. Прямые, соответствующие различным положениям прямой при ее движении, называются образующими конической поверхности; точка — ее вершиной. Коническая поверхность состоит из двух частей: одна описывается лучом, другая — его продолжением.

Обычно в качестве конической поверхности рассматривают одну из её частей.

Конус — это тело, ограниченное одной из частей конической поверхности с замкнутой направляющей и пересекающей коническую поверхность плоскостью, не проходящей через вершину.

Часть этой плоскости, расположенной внутри конической поверхности, называется основанием конуса. Перпендикуляр, опущенный из вершины на основание, называется высотой конуса.

Пирамида является частным случаем конуса. Конус называется круговым, если его основанием является круг. Прямая, соединяющая вершину конуса с центром основания, называется осью конуса. Если высота кругового конуса совпадает с его осью, то такой конус называется круглым.

Объем, площади боковой и полной поверхностей конуса:

Объем и площадь боковой поверхности усеченного конуса:

Сечения кругового конуса, параллельные его основанию, — круги.

Сечение, пересекающее только одну часть кругового конуса и не параллельное ни одной его образующей, — эллипс.

Сечение, пересекающее только одну часть кругового конуса и параллельное одной из его образующих, — парабола.

Сечение, пересекающее обе части кругового конуса, в общем случае является гиперболой, состоящей из двух ветвей. В частности, если это сечение проходит через ось конуса, то получаем пару пересекающихся прямых (образующих конус).

Сферическая поверхность — это геометрическое место точек в пространстве, равноудаленных от одной точки, которая называется центром сферической поверхности.

Шар (сфера) — это тело, ограниченное сферической поверхностью. Можно получить шар, вращая полукруг (или круг) вокруг диаметра. Все плоские сечения шара — круги. Наибольший круг лежит в сечении, проходящем через центр шара, и называется большим кругом. Его радиус равен радиусу шара. Любые два больших круга пересекаются по диаметру шара. Этот диаметр является и диаметром пересекающихся больших кругов. Через две точки сферической поверхности, расположенные на концах одного диаметра, можно провести бесчисленное множество больших кругов.

Объем шара в полтора раза меньше объема описанного вокруг него цилиндра, а поверхность шара в полтора раза меньше полной поверхности того же цилиндра.

Часть шара (сферы), отсекаемая от него какой-либо плоскостью, называется шаровым (сферическим) сегментом. Круг называется основанием шарового сегмента. Отрезок перпендикуляра, проведенного из центра круга до пересечения со сферической поверхностью, называется высотой шарового сегмента. Часть сферы, заключенная между двумя параллельными плоскостями, пересекающими сферическую поверхность, называется шаровым слоем; кривая поверхность шарового слоя называется шаровым поясом (зоной). Расстояние между основаниями шарового пояса — его высота. Часть шара, ограниченная кривой поверхностью сферического сегмента и конической поверхностью, основанием которой служит основание сегмента, а вершиной — центр шара, называется шаровым сектором.

Источник