Jeśli dwie figury są przystające, to można je tak przekształcić (wykorzystując np. symetrię), aby pokryły się.
Z warunku przystawania odcinków (dwa odcinki są przystające, gdy mają równe długości) wynika, że trójkąty przystające muszą mieć odpowiednie boki równe. Z warunku przystawania kątów wynika, że trójkąty przystające muszą mieć odpowiednie kąty równe. Chcąc sprawdzić, czy trójkąty są przystające, nie musimy porównywać ich wszystkich boków i wszystkich kątów. Możemy skorzystać z własności przystawania, zwanych cechami przystawania trójkątów.
cecha przystawania trójkątów bok – bok – bok (bbb)
Twierdzenie: cecha przystawania trójkątów bok – bok – bok (bbb)
Jeżeli dwa trójkąty mają odpowiadające sobie boki równe, to te trójkąty są przystające.
Rgj8OGzA9xsEF1
Jeżeli , , , to trójkąt jest przystający do trójkąta . Zapisujemy symbolicznie
Przykład 2
Opiszemy konstrukcję trójkąta przystającego do trójkąta , korzystając z cechy przystawania trójkątów. Rysujemy trójkąt , a następnie kolejno konstruujemy odpowiednie boki trójkąta .
Przykład 3
R1SG21kWLzjHB1
Przekątne dzielą kwadrat na trójkąty. Trójkąty te mają odpowiednie boki równe, zatem na podstawie cechy przystawania trójkątów stwierdzamy, że trójkąty , , , są przystające. Podobnie można uzasadnić, że trójkąty otrzymane w wyniku podzielenia sześciokąta foremnego przekątnymi – są przystające, tak jak na rysunku.
RhgeFSA5kMlbh1
1
Ćwiczenie 1
Narysuj dwa przystające trójkąty, korzystając z pierwszej cechy przystawania trójkątów.
R1LmQH5Sc3esH
Skonstruuj trójkąty przystające, korzystając z równości ich boków.
R1UVZbCH9rxQt
RKEPYSb3hWHTj1
Ćwiczenie 1
Druga cecha przystawania trójkątów
Trójkąt przystający do danego trójkąta można skonstruować również innym sposobem.
Konstruujemy najpierw kąt przystający do jednego z kątów trójkąta, np. kąta . Na ramionach otrzymanego kąta odkładamy odcinki i , równe odpowiednio odcinkom i . Łącząc punkty i , otrzymujemy odcinek . Można wykazać, że . Trójkąty i mają zatem odpowiednie boki równe. Na podstawie cechy przystawania trójkątów stwierdzamy, że trójkąty i są przystające.
R1W3BBXm5DEdr
Z przeprowadzonego eksperymentu wynika kolejna cecha przystawania trójkątów.
cecha przystawania trójkątów bok – kąt – bok (bkb)
Twierdzenie: cecha przystawania trójkątów bok – kąt – bok (bkb)
Jeżeli dwa boki i kąt zawarty pomiędzy nimi w jednym trójkącie są równe dwóm bokom i kątowi zawartemu między nimi w drugim trójkącie, to te trójkąty są przystające.
RJmCk1E3L6r961
Jeżeli , , to trójkąt jest przystający do trójkąta .
Przykład 4
W trapezie równoramiennym wysokości poprowadzone z wierzchołka oraz z wierzchołka odcięły dwa trójkąty, tak jak na rysunku. Wykażemy, że trójkąty te są przystające.
RKYOgPslnzu6z1
Skorzystamy z cechy przystawania trójkątów. Odczytujemy, że
,
,
bo i są wysokościami trapezu. Ponadto
.
Zatem w trójkątach i dwa boki i kąt między nimi są odpowiednio równe. Na podstawie cechy przystawania trójkątów stwierdzamy, że trójkąty te są przystające.
Trzecia cecha przystawania trójkątów
Sformułujmy teraz trzecią cechę przystawania trójkątów.
cecha przystawania trójkątów kąt – bok – kąt (kbk)
Twierdzenie: cecha przystawania trójkątów kąt – bok – kąt (kbk)
Jeżeli bok i dwa przyległe do niego kąty w jednym trójkącie są odpowiednio równe bokowi i dwóm przyległym do niego kątom drugiego trójkąta, to trójkąty te są przystające.
RUZEkzSBcXknd1
Jeżeli , i , to trójkąt jest przystający do trójkąta .
R1W2EmUcKBoOP1
Przykład 5
Punkt jest środkiem odcinka . Proste i są równoległe. Wykażemy, że trójkąty i są przystające.
RXduXVeKS7hhl1
Zauważmy, że
,
gdyż punkt jest środkiem odcinka . - jako kąty wierzchołkowe, - jako kąty naprzemianległe przy prostych równoległych.
RBK7MTaebNntE1
Wynika z tego, że bok i dwa leżące przy nim kąty w trójkącie są równe bokowi i odpowiednim kątom w trójkącie . Na podstawie cechy przystawania trójkątów stwierdzamy, że trójkąty i są przystające, co należało wykazać.
Z przystawania trójkątów wynikają cechy przystawania trójkątów prostokątnych.
Ważne!
Dwa trójkąty prostokątne są przystające, jeśli mają odpowiednio równe
przyprostokątne,
jedną z przyprostokątnych i przeciwprostokątną,
przyprostokątną i kąt leżący naprzeciw tej przyprostokątnej,
przeciwprostokątną i jeden z kątów ostrych.
Zastosowania cech przystawania trójkątów
Wiemy już, że każdy wielokąt wypukły można podzielić na trójkąty o wspólnym wierzchołku, który jest zarazem wierzchołkiem wielokąta. Jeśli dwa wielokąty podzielimy w ten sam sposób na tę samą liczbę przystających trójkątów, to na podstawie cechy przystawania trójkątów stwierdzamy, że wielokąty te mają boki i kąty odpowiednio równe. Są więc przystające.
Nie zawsze równość boków i równość kątów jest niezbędna do stwierdzenia przystawania wielokątów.
Przykład 6
Dla przykładu rozważmy dwa kwadraty.
R1bn41v33nhoI1
Przekątna dzieli kwadrat na dwa przystające trójkąty prostokątne równoramienne i . Podobnie przekątna dzieli kwadrat na dwa przystające trójkąty prostokątne równoramienne i . Jeśli więc przystające są trójkąty i lub i , to i kwadraty są przystające. Do przystawania trójkątów prostokątnych równoramiennych wystarcza równość ich przeciwprostokątnych. Zatem kwadraty i są przystające, gdy mają boki równe lub gdy mają równe przekątne.
Przystawanie kwadratów
Twierdzenie: Przystawanie kwadratów
Dwa kwadraty są przystające, jeżeli ich boki są równe lub równe są ich przekątne.
Rs9w4KNqjavzz1
Przykład 7
Kwadraty, które nie są przystające.
RdzfFc2AYi94B1
Przykład 8
Równość miar kątów i przekątnych nie wystarcza do stwierdzenia przystawania dwóch prostokątów.
R1H6iEUmv7NGH1
R1IQfuuB73Rqf1
Poprowadźmy w każdym z dwóch prostokątów przekątną. Przekątna ta dzieli każdy prostokąt na dwa przystające trójkąty prostokątne. Aby prostokąty te były przystające, wystarczy, by wszystkie otrzymane tak trójkąty były przystające. Możemy zatem na podstawie cech przystawania trójkątów określić warunki, jakie muszą spełniać dwa prostokąty, aby były przystające.
Ważne!
Dwa prostokąty są przystające, gdy
boki jednego prostokąta są równe bokom drugiego prostokąta,
przekątna i jeden z boków jednego prostokąta są równe przekątnej i jednemu z boków drugiego prostokąta,
przekątna i kąty przez nią utworzone z bokami w jednym prostokącie są odpowiednio równe przekątnej i kątom przez nią utworzonym z bokami w drugim prostokącie.
Przykład 9
W rombie przekątne przecinają się pod kątem prostym. Punkt przecięcia dzieli każdą z nich na połowę. Do przystawania dwóch rombów wystarczy zatem stwierdzenie równości ich przekątnych ( cecha przystawania trójkątów).
Zapamiętaj!
Dwa romby są przystające, gdy mają równe przekątne.
R1XJ1ESVmFLsv1
1
Ćwiczenie 2
Zapoznaj się z trójkątami przedstawionymi na poniższej ilustracji.
R1LqOKVE6lyNR1
RX24RWFXPTFF4
1
Ćwiczenie 3
Dwa boki trójkąta mają długości i . Dwa boki trójkąta mają długości i . Uzasadnij, że trójkąty te nie są przystające.
Rnks6HBvCSnuJ
Przypomnij sobie warunek na istnienie trójkąta.
Suma długości dwóch podanych boków trójkąta jest równa długości jednego z boków trójkąta , co oznacza, że nie jest spełniony warunek budowy trójkąta.
1
Ćwiczenie 4
Czy trójkąty na rysunku mogą być przystające? Jeśli tak – jaki warunek musi być jeszcze spełniony?
REBBXRW7lqS7C1
RtQ3qdqIJOUD4
Wykorzystaj poznane cechy przystawania trójkątów i zastanów się, czy trójkąty mogą spełniać chociaż jedną z nich.
Aby te trójkąty były przystające, jeden z boków jednego trójkąta musi być równy odpowiedniemu bokowi drugiego trójkąta.
Te trójkąty nie są przystające.
Te trójkąty nie są przystające.
1
Ćwiczenie 5
R15a4HU8XtnRb
Zauważ, że rabatki będą miały kształt trójkątów przystających.
1
Ćwiczenie 6
Wysokość podzieliła trójkąt równoboczny na dwa trójkąty. Wykaż, że trójkąty są przystające. Podaj miary kątów każdego z tych trójkątów.
RI9Jn1vVxtp9R
Zastanów się, czy otrzymane trójkąty spełniają cechę przystawania trójkątów.
Każdy z trójkątów składa się z boku o długości całego ramienia, boku o długości połowy podstawy i ze wspólnej wysokości. Oznacza to, że te trójkąty są przystające na mocy cechy bok – bok – bok. Miary kątów każdego z tych trójkątów to , i .
1
Ćwiczenie 7
Punkt jest środkiem okręgu. Uzasadnij, że trójkąty i są przystające.
R1KErG21Bgbsw1
R19gGJA4D8DqF
Wykorzystaj cechy przystawania trójkątów prostokątnych.
Trójkąty wpisane w okrąg i oparte na średnicy są prostokątne. Mają taką samą jedną przyprostokątną i przeciwprostokątną. Przystawanie trójkątów oraz wynika z cech przystawania trójkątów prostokątnych.
1
Ćwiczenie 8
Trójkąty i są przystające. Zapisz, które boki i które kąty są równe.
R10DUg9RNyLhn1
RNQEnu0TwW917
Wykorzystaj fakt, że trójkąty spełniają wszystkie cechy przystawania trójkątów.
, ,
1
Ćwiczenie 9
Zapoznaj się z poniższą ilustracją, która przedstawia dwa trójkąty przystające.
R1WNaoj1gcG8d
RJl0BDWRUQjat
1
Ćwiczenie 10
RcpTzzjJsNTTM
R1Xv7sxkx6b8o
2
Ćwiczenie 11
Zapoznaj się z poniższą ilustracją.
RRIfQ7QHkYskA
R51ACb7yEStcu
2
Ćwiczenie 12
W równoległoboku poprowadzono przekątne, które przecinają się w punkcie . Uzasadnij, że przystające są trójkąty
i ,
i .
RL9GmD7WYtxkn
Skorzystaj z drugiej cechy przystawania trójkątów.
Kąty i są wierzchołkowe, zatem mają taką samą miarę. Przekątne w równoległoboku przecinają się w połowie swoich długości, zatem boki i mają takie same długości. Ponadto boki i również mają takie same długości. Oznacza to, że na mocy cechy bok – kąt – bok trójkąty i są przystające.
Kąty i są wierzchołkowe, zatem mają taką samą miarę. Przekątne w równoległoboku przecinają się w połowie swoich długości, zatem boki i mają takie same długości. Ponadto boki i również mają takie same długości. Oznacza to, że na mocy cechy bok – kąt – bok trójkąty i są przystające.
2
Ćwiczenie 13
Wykaż, że pole trapezu jest równe polu trójkąta .
R13jCEEeDU9Y11
R1Odmuqn9EKvl
Uzasadnij najpierw, że trójkąty i są przystające.
Długość boków i jest taka sama oraz kąty i są wierzchołkowe, zatem mają takie same miary. Korzystając z własności kątów naprzemianległych wiemy, że kąty i mają również takie same miary. Oznacza to, że trójkąty i są przystające. Oznacza to, że pole trapezu jest równe polu trójkąta .
2
Ćwiczenie 14
Uzasadnij, że pole równoległoboku jest czterokrotnie większe od pola trójkąta .
RdPeBUFov4p4e1
RCdEYiBH5ATPn
Wykaż, że trójkąty oraz to para trójkątów przystających. Podobnie trójkąty oraz to para trójkątów przystających. Poprowadź również wysokość trójkąta do podstawy .
R1MyBgOrzr9XO
Przekątne w równoległoboku przecinają się w połowie swoich długości, a kąty wierzchołkowe między przekątnymi mają takie same miary. Oznacza to, że trójkąty i tak samo jak trójkąty oraz są przystające na mocy cechy bok – kąt – bok. Zauważmy, że odcinek , który jest wysokością trójkąta , jest również wysokością trójkątów i . Odcinki i mają takie same długości, więc trójkąty i mają takie same pola. Korzystając z tego faktu oraz z przystawania trójkątów wiemy, że wszystkie trójkąty mają takie same pola. Oznacza to, że pole trójkąta jest czterokrotnie mniejsze od pola równoległoboku .
R1ZrlCEr8lkuY2
Ćwiczenie 15
2
Ćwiczenie 16
Wykaż, że trapez jest równoramienny.
R15fqJoenLfdw1
RdmuXyjGGPuno
Uzasadnij najpierw, że trójkąty i są przystające.
Odcinek również jest wysokością tego trapezu, więc ma długość . Oznacza to, że trójkąty i są przystające na mocy cechy bok – kąt – bok. Możemy teraz wykorzystać fakt, że trójkąty są przystające. Skoro są przystające, to odpowiadające sobie boki trójkątów muszą mieć takie same długości. Oznacza to, że boki i mają takie same długości, zatem trapez jest równoramienny.
2
Ćwiczenie 17
Wykaż, że jeśli dwa trójkąty równoboczne mają równe wysokości, to są przystające.
R1DpWdBaoZ3I8
Wykorzystaj odpowiednią własność trójkąta równobocznego.
Każdy trójkąt równoboczny ma wszystkie boki równej długości. Wysokość każdego trójkąta równobocznego zależy od długości jego boku zgodnie ze wzorem . Oznacza to, że jeżeli dwa trójkąty równoboczne mają takie same wysokości, to muszą mieć boki tej samej długości, tym samym są przystające.
2
Ćwiczenie 18
Sprawdź, czy jeśli w równoległoboku dwie wysokości są równe, to jest on rombem.
R2hZa2XQpa1qH
Narysuj równoległobok i jego dwie wysokości. Uzasadnij, że jeśli te wysokości są równe, to przystające są trójkąty, których bokami są odpowiednie boki rombu i wysokości.
Tak
RWxN5yaitbOQz3
Ćwiczenie 19
RCEIPY33kr0Pd3
Ćwiczenie 20
3
Ćwiczenie 21
W jakim przypadku trapezy przedstawione na rysunku będą przystające?
RVOtKbeSzUU8l1
R1FX6c5bk4bzW
Wykorzystaj przystawanie odpowiednich trójkątów.
Trapezy będą przystające, jeżeli odpowiednie trójkąty, na które są podzielone, będą przystające.