Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki

Słowo geometria pochodzi z języka greckiego i oznacza „mierzenie ziemi” (geo to ziemia, metroin to mierzyć). W starożytnej Grecji, a wcześniej jeszcze w Egipcie, geometrzy pełnili taką rolę, jaką dziś pełnią geodeci. Wykonywali pomiary działek – wyznaczali granice, obliczali pola powierzchni. Używali przy tym sznurów i  prostych przyrządów, które przypominały cyrkle. Działki egipskich chłopów były corocznie zalewane przez Nil, zatem geometrzy ciągle doskonalili swoje umiejętności, aby terminowo wykonać pilne prace.

Rozglądając się dokoła, zauważamy rozmaite obiekty trójwymiarowe. Opisując je, możemy określić ich długość, szerokość, wysokość lub głębokość. Takie obiekty to figury przestrzenne (bryły). Badaniem własności brył zajmuje się stereometria (z języka greckiego stereo to przestrzeń).
Cienie brył (w geometrii zwane rzutami) mają kształt figur płaskich. Badaniem własności figur płaskich zajmuje się nauka zwana planimetrią (z języka greckiego plano to płaszczyzna, metroin to mierzyć).

R1dOTeq3pCKJm1
Animacja przedstawia skąd wywodzi się nazwa geometria i do czego ona służyła w starożytności.
1
Ćwiczenie 1

Zastanów się, jak zmienia się cień obracającego się sześcianu.

  • Jak myślisz – jaką figurę płaską będzie przypominał cień sześcianu, na który popatrzymy z góry? A z boku?

  • Czy można tak umieścić sześcian, by patrząc z góry, widzieć sześciokąt?

  • Jakie inne figury płaskie przypominają ci cienie sześcianu?

Sprawdź swoje przypuszczenia.

RHr5bZmlFDexk1
Animacja 3D pokazuje obracający się sześcian, który pozostawia na płaszczyźnie różne odbicia.
REs4QENxkMsih
(Uzupełnij).
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
Przykład 1

Jakie figury płaskie można dostrzec na rysunkach?

R1eDMVV4LxXRd1
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
Ciekawostka
  • Na liście nazwisk zapisanych na wieży Eiffla znajduje się nazwisko francuskiego matematyka, fizyka i chemika Gasparda Monge’a, żyjącego na przełomie XVIIIXIX w.

  • Monge opracował metodę odwzorowywania brył na prostopadłe względem siebie płaszczyzny. Metoda ta, zwana rzutami Monge, jest stosowana powszechnie do rozwiązywania wielu problemów geometrycznych.

Punkt, prosta, wzajemne położenie prostych

Zapamiętaj!
  • Najprostszą figurą geometryczną jest punkt.

  • Wszystkie pozostałe figury geometryczne składają się z punktów.

  • Punkty oznaczamy dużymi literami.

Modelem punktu może być kropka narysowana ołówkiem, gwiazda zaobserwowana na niebie lub na przykład zmniejszający się obraz Księżyca widzianego ze statku kosmicznego.

R1B72EQWtXwRf
Animacja przedstawia, że obserwowane przez nas gwiazdy przypominają punkty.
Ważne!

Przykładem figury, która składa się z nieskończenie wielu punktów, jest prosta.

R1778APUKwsIN1
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.

Proste oznaczamy małymi literami, na przykład: a, c, p, r, q, t, s.

Rw17xi52Y5zA51
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
Zapamiętaj!
  • Dwie proste nazywamy równoległymi, jeśli nie mają punktów wspólnych lub mają nieskończenie wiele punktów wspólnych (pokrywają się).

  • Jeśli proste mają dokładnie jeden punkt wspólny, to mówimy, że przecinają się. Takie proste nazywamy prostymi przecinającymi się.

  • Jeśli proste przecinają się pod kątem prostym, wówczas nazywamy je prostopadłymi.

Przykład 2

Przedstawmy konstrukcję prostej prostopadłej do danej prostej, poprowadzonej przez dany punkt.
Rozważymy dwa przypadki – punkt nie leży na danej prostej i punkt leży na prostej.
Przypadek I
Dana jest prosta p i punkt A nieleżący na tej prostej.

R1HpvGURatCjo
Animacja przedstawia w jaki sposób skonstruować prostą prostopadłą do danej prostej, która przechodzi przez punkt nieleżący na tej prostej.

Przypadek II
Punkt A leży na prostej p.

RSGmfTFVmejdl
Animacja przedstawia w jaki sposób skonstruować prostą prostopadłą do danej prostej, która przechodzi przez punkt leżący na tej prostej.

Przedstawmy teraz konstrukcję prostych równoległych.

Przykład 3

Dana jest prosta p i punkt A nieleżący na tej prostej. Skonstruujemy prostą równoległą do prostej p, przechodzącą przez punkt A.

RoHDFdRSBznua1
Animacja przedstawia w jaki sposób skonstruować prostą równoległą do danej prostej, która przechodzi przez wyznaczony punkt.
1
Ćwiczenie 2
R1OqxhC7n4JDG
Łączenie par. Określ prawdziwość poniższych zdań.. Przez jeden punkt przechodzi nieskończenie wiele prostych.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Przez dwa punkty przechodzą dokładnie dwie proste.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
Prosta i punkty 
Własność: Prosta i punkty 
  • Przez jeden punkt przechodzi nieskończenie wiele prostych.

  • Przez dwa różne punkty przechodzi dokładnie jedna prosta.

RBI2aJHVOCaS21
Animacja pokazuje, że przez jeden punkt przechodzi nieskończenie wiele prostych.

Półpłaszczyzna

Półpłaszczyzna
Definicja: Półpłaszczyzna

Prosta dzieli płaszczyznę na dwie części. Każdą z nich wraz z tą prostą nazywamy półpłaszczyzną. Prosta ta jest brzegiem każdej z tych półpłaszczyzn.

R15kA8mRgQdOI1
Animacja przedstawia czym jest półpłaszczyzna.
11
Ćwiczenie 3

Na ile części dwie lub trzy proste mogą podzielić płaszczyznę? Spróbuj wyobrazić sobie proste tak, aby podzieliły płaszczyznę na: dwie, trzy, cztery, pięć, sześć, siedem lub osiem części. Czy w każdym przypadku jest to możliwe?

Jak myślisz – na ile części dwie proste mogą podzielić płaszczyznę? A trzy proste? Sprawdź swoje przypuszczenia.

R1dZApL87kFvz1
Animacja pokazuje trzy proste. Do pierwszej prostej należą punkty A i B. Do drugiej punkty C i D. Do trzeciej punkty E i F. Należy poruszając punktami na prostych, tak ustawić te proste, aby podzieliły płaszczyzny na trzy, cztery, pięć, sześć, siedem lub osiem części. Czy zawsze się to uda?
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.

Jaka jest najmniejsza, a jaka największa liczba części, na które trzy różne proste mogą podzielić płaszczyznę?

RDKcMH2vU3tBr
(Uzupełnij).
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.

Półprosta, odcinek

R3rsx0mubZk0F1
Animacja przedstawia podstawowe figury geometryczne.
RJ3Zp3kPuVte71
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
Zapamiętaj!

Punkt leżący na prostej dzieli ją na dwie części. Każdą z tych części, wraz z tym punktem, nazywamy półprostą. Punkt ten jest początkiem każdej z półprostych.

Odcinek
Definicja: Odcinek

Część prostej zawartej między dwoma punktami, wraz z tymi punktami, to odcinek.

1
Przykład 4

Zmieniaj położenie punktów AB na prostej tak, aby otrzymać prostą, odcinek, półprostą.

R15ofnNQsbb1B1
Animacja pokazuje, że dwa punkty A i B wyznaczają zawsze jedną prostą AB, półprostą AB lub BA oraz odcinek AB.
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.

Zapoznaj się z definicją prostej i półprostej.

Prosta - linia prosta nieograniczona z obu stron.

Półprosta - część prostej ograniczona z jednej strony punktem tej prostej, a z drugiej strony nieograniczona.

Przykład 5

Obserwując położenie prostych i odcinków zawartych w prostych prostopadłych, zauważamy, że wszystkie półproste i odcinki zawarte w jednej z prostych prostopadłych są prostopadłe do każdej półprostej i każdego odcinka zawartych w drugiej prostej.

R1UfPaRRwsIvP1
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.

Podobnie, wszystkie półproste i odcinki zawarte w  jednej z prostych równoległych są równoległe do każdej półprostej i każdego odcinka zawartych w drugiej prostej.

RRyxMc92qZSl21
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.

Łamana

1
Ćwiczenie 4

Narysuj otwartą kopertę. Nie odrywaj ołówka od papieru i nie prowadź go dwa razy po tym samym odcinku (oprócz początku i końca odcinka).

R18ES1WhKOxu31
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.

Wyobraź sobie łamaną w kształcie otwartej koperty. Czy nie odrywając ołówka od papieru i rysując jedną linię tylko jeden raz, można narysować taką łamaną?

R4ChjSJniMwh1
(Uzupełnij).
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
Zapamiętaj!
  • Łamana to figura zbudowana z odcinków w ten sposób, że koniec pierwszego odcinka jest początkiem drugiego odcinka, koniec drugiego odcinka jest początkiem trzeciego itd.

  • Końce odcinków – wierzchołki łamanej.

Przykład 6
  • To jest łamana otwarta SPORT. Ma ona 5 wierzchołków.

    R11o7FmoFudAS1
    Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
  • To jest łamana zamknięta AKLEM.

    R14Dt3AkOsRBK1
    Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
Przykład 7

Figury na rysunku zbudowane są z odcinków. Każdą z nich można narysować, nie odrywając ołówka od kartki papieru i nie rysując drugi raz po tej samej linii; są to przykłady łamanych.

RS0mJHr2crfR91
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.

Czym różni się łamana zamknięta od otwartej?

Przykład 8

Dlaczego figury przedstawione na rysunku nie są łamanymi?

RWGTSmpE86zRv1
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.

Figury nie są łamanymi, ponieważ nie możemy narysować ich za pomocą jednej linii.

Ciekawostka

Z pewnością wiesz, że gazy zbudowane są z cząsteczek, które nieustannie się poruszają. Cząsteczka gazu porusza się po prostej do momentu zderzenia z inną cząsteczką. Zmienia wtedy kierunek ruchu aż do następnego zderzenia. Można więc przyjąć, że tor ruchu tej cząsteczki ma kształt łamanej.

Przykłady figur płaskich

Modele jakich figur płaskich zauważasz na rysunkach?
Czy rozpoznajesz wśród nich wielokąty? A okręgi? A koła?

RRazYGUEIYZPf1
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
1
Ćwiczenie 5

Narysuj dwa odcinki, które

  1. mają jeden punkt wspólny,

  2. są prostopadłe,

  3. są równoległe.

RmNNGw9yzPJtR
Szkicownik.
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.

Opisz dwa odcinki, które

  1. mają jeden punkt wspólny,

  2. są prostopadłe,

  3. są równoległe.

RImZrNUdoQ9iF
(Uzupełnij).
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
R5PdFbnZ9Oxfd1
Ćwiczenie 6
Zaznacz wszystkie zdania prawdziwe. Możliwe odpowiedzi: 1. Dwa odcinki, które leżą na jednej prostej, mogą mieć punkty wspólne., 2. Dwa odcinki, które leżą na jednej prostej, są równoległe., 3. Dwa odcinki, które leżą na jednej prostej, mogą być prostopadłe.
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
R1BBuZSWjoAge1
Ćwiczenie 7
Proste, które nie mają punktów wspólnych lub pokrywają się, to proste Możliwe odpowiedzi: 1. prostopadłe, 2. równoległe, 3. skośne, 4. przecinające się
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
R56FbXpYGySZh2
Ćwiczenie 8
Proste ab są równoległe. Prosta c jest prostopadła do prostej b, a prosta d jest równoległa do prostej c. Uzupełnij odpowiedzi, przeciągając w luki odpowiednie zakończenia zdań lub kliknij w lukę i wybierz odpowiedź z listy rozwijalnej. Jak są położone względem siebie proste ac?
Odpowiedź: Proste są 1. przystające, 2. prostopadłe, 3. prostopadłe, 4. równoległe, 5. trzy wspólne punkty, 6. jeden wspólny punkt, 7. cztery wspólne punkty, 8. równoległe, 9. przystające, 10. dwa wspólne punkty.
Jak położone są względem siebie proste bd?
Odpowiedź: Proste są 1. przystające, 2. prostopadłe, 3. prostopadłe, 4. równoległe, 5. trzy wspólne punkty, 6. jeden wspólny punkt, 7. cztery wspólne punkty, 8. równoległe, 9. przystające, 10. dwa wspólne punkty.
Ile punktów wspólnych mają proste cb?
Odpowiedź: Proste mają 1. przystające, 2. prostopadłe, 3. prostopadłe, 4. równoległe, 5. trzy wspólne punkty, 6. jeden wspólny punkt, 7. cztery wspólne punkty, 8. równoległe, 9. przystające, 10. dwa wspólne punkty.
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
2
Ćwiczenie 9

Punkt A wyznacza na prostych mn cztery półproste. Jak mogą być położone proste mn? Gdzie leży punkt A?

2
Ćwiczenie 10

Narysuj dwa różne punkty AB. Przez punkt A przeprowadź prostą p, a przez punkt B prostą r tak, aby proste pr

  1. nie miały punktów wspólnych,

  2. przecinały się,

  3. były prostopadłe.

RuRZc1LzrPvl2
Szkicownik.
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
R15doR72AYMxn
Ćwiczenie 10
Zaznacz wszystkie zdania prawdziwe dotyczące prostych. Możliwe odpowiedzi: 1. Proste prostopadłe przecinają się pod kątem o mierze 90°., 2. Proste równoległe mogą się pokrywać., 3. Proste równoległe przecinają się pod kątem różnym niż 90°., 4. Proste mogą być jednocześnie równoległe i prostopadłe., 5. Proste prostopadłe zawierają się w jednej płaszczyźnie.
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
2
Ćwiczenie 11

Narysuj

  1. prostokąt.

  2. równoległobok.

R1OIFTgZk0rFN
Szkicownik.
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.

Opisz konstrukcję:

  1. prostokąta.

  2. równoległoboku.

R1WRm2LKH3X93
(Uzupełnij).
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
2
Ćwiczenie 12

Zaobserwuj, w kształcie jakich figur płaskich mogą być cienie prostopadłościanu.

2
Ćwiczenie 13

Narysuj prostą i zaznacz na niej punkty A, B, C, D tak, aby punkt C leżał między punktami AB. Rozpatrz różne przypadki.

R22PB1nSEh47v
Szkicownik.
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.

Wyobraź sobie prostą i zaznaczone na niej punkty A, B, C, D tak, aby punkt C leżał między punktami AB. Wypisz trzy różne przypadki rozmieszczenia tych punktów.

R7RjCB8ccZaBD
(Uzupełnij).
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
2
Ćwiczenie 14

Adam ma różne drogi powrotu ze szkoły, a po drodze przechodzi przez pewne punkty orientacyjne w mieście.

  • Ze szkoły do kościoła jest 500 m.

  • Ze szkoły do placu targowego jest 200 m.

  • Ze szkoły do domu babci jest 800 m.

  • Z placu targowego do kościoła jest 400 m.

  • Z placu targowego do apteki jest 700 m.

  • Z apteki do domu jest 600 m.

  • Z kościoła do domu jest 1,2 km.

  • Z domu babci do kościoła jest 300 m.

Wyznacz najdłuższą i najkrótszą drogę Adama do domu. Określ, z ilu odcinków się składa.

R1Spt4E70s5rv
(Uzupełnij).
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.

Mucha przemieszcza się z punktu A do punktu B. Porusza się tylko po liniach kratek w dół i w prawo. Musi przejść przez punkt C. Długość jednej kratki jest równa 2.

RlCcyU270VOJZ1
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.

Przenieś punkty do szkicownika poniżej, a następnie:

  1. zaznacz kilka dróg, którymi może się poruszać mucha,

  2. znajdź długość każdej z nich,

  3. zastanów się, jaką długość ma najkrótsza z możliwych dróg.

R16uMzuUDxHCi
Szkicownik.
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
2
Ćwiczenie 15

Opisz łamaną, w której

  1. boki są prostopadłe,

  2. dokładnie dwa boki są równoległe,

  3. każdy bok ma inną długość,

  4. boki są prostopadłe, ale ich długości nie są równe.

R197pX4vhjNEx
(Uzupełnij).
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.

Narysuj łamaną, której

  1. boki są prostopadłe,

  2. dokładnie dwa boki są równoległe,

  3. każdy bok ma inną długość,

  4. boki są prostopadłe, ale ich długości nie są równe.

RukhW6mP90oKq
Szkicownik.
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
2
Ćwiczenie 16
RaQV1EEs89JwI
Zaznacz wszystkie zdania prawdziwe dotyczące łamanej. Możliwe odpowiedzi: 1. Jeśli wierzchołek będący początkiem pierwszego boku jest jednocześnie z końcem ostatniego, to łamaną nazywa się zamkniętą., 2. Jeśli wierzchołek będący początkiem pierwszego boku nie jest jednocześnie z końcem ostatniego, to łamaną nazywa się otwartą., 3. Jeśli wierzchołek będący początkiem pierwszego boku jest jednocześnie z końcem ostatniego, to łamaną nazywa się otwartą., 4. Jeśli wierzchołek będący początkiem pierwszego boku nie jest jednocześnie z końcem ostatniego, to łamaną nazywa się zamkniętą.
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.

Na rysunku przedstawiono dziewięć figur oznaczonych literami od A do I.

RMuKLx12Ou7BF
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
ReVx6XAKCkx6G
Przyporządkuj figury do odpowiednich grup. Łamane otwarte Możliwe odpowiedzi: 1. H, 2. A, 3. I, 4. F, 5. D, 6. C, 7. E, 8. B, 9. G Łamane zamknięte Możliwe odpowiedzi: 1. H, 2. A, 3. I, 4. F, 5. D, 6. C, 7. E, 8. B, 9. G Figury, które nie są łamanymi Możliwe odpowiedzi: 1. H, 2. A, 3. I, 4. F, 5. D, 6. C, 7. E, 8. B, 9. G
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
R1bipp709vxFx3
Ćwiczenie 17
Rozstrzygnij, które zdanie jest prawdziwe. Zaznacz wszystkie poprawne odpowiedzi. Możliwe odpowiedzi: 1. Z odcinków długości 1  cm , 2  cm , 3  cm można zbudować łamaną zamkniętą., 2. Jeśli łamana zamknięta ma cztery boki to jej boki mogą być bokami kwadratu., 3. Z odcinków długości 1  cm , 2  cm , 3  cm można zbudować łamaną otwartą.
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
R5zhOO7LEK2ck3
Ćwiczenie 18
Uzupełnij poniższe zdanie, przeciągając w lukę odpowiednie słowo lub kliknij w lukę i wybierz odpowiedź z listy rozwijalnej. Łamana zwyczajna zamknięta, która ma najmniejszą liczbę boków jest brzegiem 1. koła, 2. rombu, 3. kwadratu, 4. prostokąta, 5. trójkąta.
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
RIiMJpz5o3ifj3
Ćwiczenie 19
Zaznacz zdanie prawdziwe. Możliwe odpowiedzi: 1. Przez dwa różne punkty można poprowadzić tylko dwie różne proste., 2. Półprosta ma początek, ale nie ma końca., 3. Końce odcinka nie należą do tego odcinka., 4. Dwie proste przecinające się mogą mieć dwa punkty wspólne.
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
R18MEROdozuyf3
Ćwiczenie 20
Czy można zbudować łamaną zamkniętą złożoną z trzech odcinków o długościach a, b, c? Zaznacz wszyskie poprawne odpowiedzi. Możliwe odpowiedzi: 1. a=5 cm, b=8 cm, c=13 cm, 2. a=5 cm, b=5 cm, c=12 cm, 3. a=5 cm, b=6 cm, c=8 cm, 4. a=1 dm, b=1 dm, c=1 dm
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
3
Ćwiczenie 21

Znajdź informacje na temat Gasparda Monge i zastosowania wynalezionej przez niego metody rzutowania obiektów na 2 lub 3 płaszczyzny wzajemnie do siebie prostopadłe.

R83VdbwSOz2fk
(Uzupełnij).
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.