Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Моиз Э.Э. Геометрия

.pdf
Скачиваний:
11
Добавлен:
27.10.2023
Размер:
26.71 Mб
Скачать

Д о к а з а т е л ь с т в о

Утверждения

Аргументы

1.

Луч

GA противоположен

 

лучу

GE.

2.

L AGB пополнителен L BGE.

3.

т L AGB-\-m L BGE = 180.

4.

С5 1 GC-

5.

т L BGC — 90.

6. т L BGE — m L EGC-\- 90.

7.

т L AGB + m L EGC + 90 =

8.

= 180.

m L AGB + tn L EGC = 90.

9.

L AGB дополнителен L EGC.

Аксиома пополнения.

Определения перпендикулярности и прямого угла.

Подстановка шага 6 в шаг 3.

30.

Пусть AB и ЛС—противоположные лучи.

Точки Е, F и Я лежат по

одну и ту же сторону от прямой

AB

Точки

Е

и Н лежат по противопо­

ложные стороны от прямой BF.

Точки

А

и

Н

лежат по одну сторону от

прямой BF. Далее, BF

j_ АС и BE J_

BH,

a m L F B E = 20. Сделайте рису­

нок

и найдите:

 

 

 

 

 

 

 

а) т L ЕВА ;

b)

т L FB H ;

 

с) т L ЕВС.

31. Существует ли в плоскости треугольника

такая точка, которая не лежит

ни вне, ни внутри как

самого треугольника,

так и каждого из его углов?

32. Дан

Д АВС и

точка Р в той же плоскости. Точки Р и А лежат по одну

 

<■*

Точки

 

 

 

 

 

<1>

сторону от ВС

Р и В лежат по одну сторону от АС.

a) Внутри какого угла лежит точка Р?

 

B) Должна ли точка Р лежать внутри Д АВС?

 

 

 

33.

Если

вам

дано,

что

L а дополнителен

L y ,

a

L b

дополнителен

L x и

 

L X ^

L у,

то какую

аксиому или теорему вы использовали бы для

дока­

 

зательства того, что L а L 6?

 

 

 

 

 

 

34.

Верно ли следующее

утверждение? Если

прямые

PQ

и *RS пересекаются

 

в точке О, то L POR = L QOS.

 

 

 

 

 

 

35.

Д а н о.

Прямые

AB, CD, PQ и PS

лежат

в

 

 

 

 

плоскости

Е и пересекаются в точке

О,

при

 

 

 

этом CD J_ AB. Дополните доказательство того, что

b + g + d — a

4 2

 

Д о к а з а т е л ь с т в о . Дважды применяя АСУ, имеем т X COß = &-f-c+ d.

 

Но так как CD ..., то т X С О В

= а.

Поэтому а = __

 

Но X POR и ... являются ... углами,

так что с ___

 

Подставляя g вместо с, заключаем, что ....

36.

Является ли следующее утверждение правильной переформулировкой акси­

 

омы построения углов:

 

 

 

 

 

Если даны луч RS и

число k,

заключенное между 0 и 180, то существует

 

ровно один такой луч RP, что т

X SRP —k.

37.

Да н о .

Рисунок,

где

BE X А С

и

 

X ABG =

X CBD.

 

 

 

 

 

Т р е б у е т с я д о к а з а т ь .

X QBE с^.

^ X ÜBE.

38.На левом рисунке X 2 и X 3 —пополнительные углы. Докажите, что / . 1 ^ x 4 .

39. Докажите,

что если на

рисунке справа X i = X с, то х а ^ X d.

40. А В —С

на прямой I. Точки D и Е

лежат по противоположные стороны

от прямой I, причем расположены так,

что, проведя лучи BD и BE, полу­

чаем X CBD ^ X С В Е

Доказать, что

 

тX ABD = m X ABE.

41.Джим и Джордж должны были записать в форме «Если ... , то ...», следу­ ющее утверждение:

«Две пересекающиеся прямые пересекаются только в одной точке». Джордж написал: «Если Р —точка, то прямые Іг и /2 пересекаются только в Р». Джим написал: «Прямые /і и /2 пересекаются только в одной точке, если они пересекаются и различны». Прав ли какой-нибудь из мальчиков?

42+. Если ÖÄ,

и ОС— три

различных луча на плоскости, никакие два

из

которых

не противоположны, то верно или ошибочно каждое из следу­

ющих утверждений?

 

a) т

X А О В - \ - т

X ßOC = m X А О С .

b) т

X А О В

+ т

X В О С + т

X ЛСС = 360.

(Вспомните, что достаточно только одного исключения, чтобы все утвержде­ ние оказалось ошибочным.)

ИЗ

43+. Можно ли внутренность треугольника определить как

пересечение трех

полуплоскостей?

Сделайте рисунок. Запишите определение внутренности

Д Л5С, считая,

что X — произвольная точка внутри Д

АВС. (Сошлитесь

на определение внутренности угла, данное в § 1.)

44+. Определяется ли внутренность Д АВС полностью пересечением внутрен­ ностей любых двух углов этого треугольника? Сделайте рисунок и сформу­ лируйте определение. Равносильны ли предыдущие определения?

45*+. Объясните, почему верно

следующее утвержде­

А

ние.

АВС в точке D такай,

 

Если прямая I пересекает Д

 

что A — D — B, и I не пересекает ВС, то прямая I должна пересечь отрезок АС в такой точке Е, что А Е — С.

КОНГРУЭНТНОСТЬ

§ 1. ИДЕЯ КОНГРУЭНТНОСТИ

Грубо говоря, две геометрические фигуры конгруэнтны, если они имеют в точности один и тот же размер и одну и ту же форму. Например, все треугольники на этом рисунке конгруэнтны.

В

P

H

Один из способов описать эту ситуацию состоит в следующем. Конгруэнтность изображенных на нашем рисунке треугольников означает, что любой из них можно так наложить на любой другой, что они полностью совпадут. Поэтому для того, чтобы разъяснить смысл утверждения о конгруэнтности двух треугольников, нам нужно объяснить, какие точки куда должны переходить. Например, накладывая Д Л Я С на Д DFE, мы должны совместить вершину А с Е, вершину В с F и вершину С с D. Пары соответствующих вершин можно выписать столбиком:

А <-» Е,

B++F,

С *-+D.

Чтобы выразить конгруэнтность первого треугольника и третьего, нужно сопоставить их вершины так:

А<-> G,

В~ Н , C++J.

Как бы вы сопоставили вершины, чтобы выразить конгруэнтность второго и третьего треугольников?

Схема сопоставления такого рода точек устанавливает взаим­ но-однозначное соответствие между вершинами двух треуголь­ ников. Если такая схема «работает», т. е. если треугольники совпадают, когда их вершины предписанным образом совмещены, то это взаимно-однозначное соответствие называется конгруэнтностью, связывающей два данных треугольника. Например, соответствия, которые мы только что выписали, были конгруэнтностями. С дру­ гой стороны, запись

A**F,

В<-> D,

С <г+Е

117

V

определяет взаимно-однозначное соответствие, но не конгруэнтность, потому что первый и второй треугольники при сопоставлении их вершин по этой схеме не совпадут. Это соответствие приведет ко

многим несуразностям: отрезок AB слишком короток, чтобы нало­

житься на FD, отрезок

АС слишком длинен,

чтобы совпасть с FE,

и т. д.

соответствия можно

записывать короче,

Взаимно-однозначные

в одну строку. Например, соответствие

 

 

А <-» Е,

 

'

В <r*F,

 

 

С *-*D,

 

составляющее содержание первого из разобранных нами приме­ ров, можно записать в одну строку так:

A B C ^E F D .

При этом следует условиться, что первая буква слева соответствует первой букве справа, вторая буква —второй и третья —третьей:

А В :

Е F 0

♦ t

M t

1

1

Приведем еще один пример. Две фигуры на следующем рисунке имеют один и тот же размер и одну и ту же форму.

Чтобы показать,

как одну из них можно наложить на другую,

их вершины нужно сопоставить так:

 

A++F,

 

В *-* Е,

'

с ~ я ,

 

D++G.

118

Это соответствие является конгруэнтностью, т. е. если вершины совместить указанным способом, то фигуры полностью совпадут. Для краткости это соответствие можно записать в одну строку:

ABCD ** FEHG.

Заметим, что п о р я д о к , в котором записаны сопоставляемые пары, значения не имеет. Наш перечень сопоставляемых пар мож­ но было бы записать и так:

D <-> G,

В *-* Е,

С++Н,

А**F,

инаше взаимно-однозначное соответствие можно было бы записать

водну строку так:

DBCA «•* GEHF.

Единственное, что существенно,—это то, какие точки соответствуют друг другу.

А

способом. На этом рисунке соответствие

АВС +* FDE

является конгруэнтностью, а соответствие

АВС ** FED

второй конгруэнтностью между теми же двумя треугольниками. Очевидно, что Д АВС совпадает с самим собой; для того чтобы наложить Д АВС на Д Л 5С , его не надо двигать. Если мы усло­ вимся каждой вершине Д АВС ставить в соответствие т у ж е вер­

шину, то получим конгруэнтность

АВС*-* АВС.

Она называется тождественной конгруэнтностью. Но сопоставить вершины этого треугольника можно и по-другому. При соответствии вершины В и С меняются местами, а треугольник совпадает с самим собой. Ясно, что такая конгруэнтность возможна далеко не

всегда; она никак

не может иметь места, если

у треугольника

нет хотя бы двух

сторон, имеющих одну и ту же

длину.

119

Задачи к § 1

В некоторых из нижеследующих задач вам надо решить, конгруэнтны ли две данные фигуры, внимательно изучив рисунок, на котором они изображены. При

этом фигуры,

которые

к а ж у т с я

конгруэнтными при измерении

их с разум­

ной

степенью

точности,

можно считать конгруэнтными. (Н икаких

обманов зре­

ния эти рисунки не содержат.)

 

 

1.

Какие из следующих пар фигур

конгруэнтны?

 

120

3.Взгляните на фигуры, изображенные ниже. Выпишите столько конгруэнтностей между ними, сколько вам удастся отыскать. Здесь нужно найти ш е с т ь конгруэнтностей (не считая тождественной конгруэнтности, сопоставляющей каждую из фигур саму с собой, но учитывая нетождественную конгруэнтность

между произвольным треугольником и им самим, существующую в том слу­ чае, когда у этого треугольника есть две конгруэнтные стороны). Вот одна из конгруэнтностей: АСВ+-* LMN .

У

4. Сделайте то же, что и в задаче 3, для следующих фигур:

 

G

5. а) Конгруэнтна ли любая фигура

сама себе?

B ) Если каждая из двух фигур

конгруэнтна третьей, то конгруэнтны ли

они между собой?

 

c)Конгруэнтны ли стороны квадрата?

d)Конгруэнтны ли стороны прямоугольника?

e)Конгруэнтны ли две противоположные грани куба? {) Конгруэнтны ли две смежные грани куба?

g)Конгруэнтны ли две противоположные грани прямоугольного бруса, имею­ щего форму кирпича?

h)Конгруэнтны ли две смежные грани кирпича?

121

6. Треугольники каждой из следующих пар треугольников конгруэнтны. Вы­

пишите конгруэнтности для каждой из этих пар. (Вот первая конгруэнт­ ность: A E D В Е С . )

7. При каких

условиях

следующие пары фигур

будут конгруэнтны?

а)

Д ва отрезка.

Ь)

Д ве

прямые.

с) Д ва

угла,

d)

Д ве окружности.

е) Д ва

квадрата.

f) Д ва

треугольника.

8+. Рассмотрим

пятиугольную

звезду A B C D E .

Выпишите

все конгруэнтности,

сопоставляющие этой звезде ее саму, начиная с (тождественной) конгруэнт­ ности A B C D E ~ A B C D E .

А

9+. А

АВ С — равносторонний треугольник, т.

е. A B = В С — АС. Выпишите все

конгруэнтности, сопоставляющие

этому

треугольнику его самого, начиная

с

(тождественной) конгруэнтности

А В С * * А ВС . (Их больше четырех.)

122

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ