Четырёхугольники и их элементы
Содержание
Четырёхугольники и их элементы (Задание 12)
В 12-м задании базового ЕГЭ по математике тебя ждёт планиметрия - геометрия на плоскости. Часто здесь встречаются задачи на четырёхугольники: параллелограммы, ромбы, прямоугольники и трапеции. Главный секрет в том, что почти любой четырёхугольник можно разбить на прямоугольные треугольники и решить задачу через старую добрую теорему Пифагора либо применить готовую формулу площади.
Суть темы
Чтобы уверенно решать задачи на четырёхугольники, нужно знать "анатомию" основных фигур: какие стороны и углы равны, как устроены диагонали, чем параллелограмм отличается от ромба и трапеции. В базовом ЕГЭ составители часто "маскируют" простые фигуры под сложными описаниями - разберёмся, кто есть кто.
Ключевые формулы и свойства
Начнём с того, что есть у любого четырёхугольника.
Параллелограмм - четырёхугольник, у которого противоположные стороны попарно параллельны и равны. Прямоугольник, ромб и квадрат - его частные случаи, поэтому это свойство есть и у них.
Теперь формулы площадей - их достаточно три штуки, и любая задача с площадью четырёхугольника в базе решается через одну из них.
Скрытые фигуры и диагонали
Давай посмотрим, как составители экзамена прячут простые фигуры за длинными фразами.
-
Прямоугольник. Если в задаче сказано: "Дан параллелограмм, у которого диагонали равны", смело заменяй это на прямоугольник. Диагонали равны только у него (и у квадрата, который тоже прямоугольник). У прямоугольника все углы прямые, а диагональ разбивает его на два прямоугольных треугольника, в которых стороны - катеты, а диагональ - гипотенуза.
-
Ромб. Если видишь: "Дан параллелограмм, у которого диагонали перпендикулярны" или "диагонали являются биссектрисами его углов" - перед тобой ромб. У ромба все стороны равны, а диагонали пересекаются под прямым углом и точкой пересечения делятся пополам.
- Равнобедренная трапеция. Это трапеция, у которой боковые стороны равны. Её главная "фишка" - две высоты, опущенные из верхних вершин на нижнее основание.
Алгоритм решения
Примеры решения
Разберём три задачи в стиле задач из банка ЕГЭ-база - от простого применения формулы до двухходовой задачи на трапецию.
Условие: Ты собираешь подарочную коробку в форме параллелограмма. Известно, что диагонали крышки равны см и см и пересекаются под прямым углом. Какой длины нужна тесьма, чтобы пустить её ровно по краю крышки?
Узнаём ромб
Диагонали параллелограмма перпендикулярны - это признак ромба. У ромба все четыре стороны равны, значит, нужная длина тесьмы .
Находим половины диагоналей
Диагонали ромба делятся точкой пересечения пополам. Получаем отрезки и .
Ищем сторону по теореме Пифагора
Эти отрезки - катеты прямоугольного треугольника, а сторона ромба - гипотенуза. По теореме Пифагора:
Считаем периметр
Ответ:
Условие: Лицевая стенка шкафа - прямоугольник с диагональю см. Одна из сторон равна см. Какой высоты получится этот шкаф?
Видим прямоугольный треугольник
Прямоугольник - частный случай параллелограмма, у которого все углы прямые и диагонали равны. Сторона, диагональ и вторая сторона образуют прямоугольный треугольник.
Расставляем катеты и гипотенузу
Диагональ - гипотенуза (самая длинная сторона), известная сторона - один катет, искомая сторона - второй катет.
Применяем теорему Пифагора
Ответ:
Условие: Садовый участок имеет форму равнобедренной трапеции. Параллельные стороны равны м и м, а боковая сторона м. Какой длины нужен трос, чтобы натянуть его по диагонали от одного угла участка до противоположного?
Задача решается в два этапа: сначала находим высоту, потом через неё - диагональ.
Опускаем высоту
Из вершины опустим высоту на нижнее основание. По формуле, этот крайний отрезок равен:
Ищем высоту
В прямоугольном треугольнике гипотенуза , катет . Высота - второй катет. По теореме Пифагора:
Ищем диагональ
Посмотри на большой прямоугольный треугольник : один катет - это высота , второй катет - оставшаяся часть основания , а гипотенуза - это искомая диагональ .
Применяем теорему Пифагора
Ответ:
Частые ошибки
Что запомнить
- Параллелограмм с равными диагоналями = прямоугольник. Сторону ищем по теореме Пифагора через диагональ и вторую сторону.
- Параллелограмм с перпендикулярными диагоналями (или с диагоналями-биссектрисами) = ромб. Сторона - гипотенуза треугольника с катетами и .
- В равнобедренной трапеции опускай две высоты. Они отрезают по краям кусочки, равные .
- Площади: , , .
- Теорема Пифагора - главный инструмент во всём задании 12.
- У параллелограмма диагонали равны. Какая это фигура?
- Диагонали ромба равны и . Чему равна сторона ромба?
- Чему равна площадь трапеции с основаниями и и высотой ?
- В равнобедренной трапеции основания равны и . Какой отрезок отсекает высота на нижнем основании у края?