Vrijeme: 04:00

Površine - Primjer 3

Često je u zadacima s površinom, pogotovo u onima u kojima se pojavljuju četverokuti, korisno razmišljati o Talesovom poučku i omjerima.

Zadatak: Točke P i Q leže na stranici AB pravokutnika ABCD tako da vrijedi |AP| = |PQ| = |QB|. Pravac DQ siječe pravce AC i CP redom u točkama K i L, a pravac DB siječe pravce AC i CP redom u točkama N i M. Odredite omjer površina četverokuta KLMN i pravokutnika ABCD.

Rješenje:


Attachment 01a.png

1. korak: Formula za površinu KLMN
Primijetimo da zbog simetrije vrijedi KM || AB i LN || BC, stoga su dijagonale četverokuta KLMN okomite. To znači da je površina četverokuta KLMN = \frac{KM\cdot LN}2. Sada nam cilj postaje odrediti omjer KM i AB, te LN i BC. Označimo a = |AB| i b=|BC|.

2. korak: Računanje visine trokuta PQL
Za početak, primijetimo da su trokuti PQL i DCL slični, te da im je koeficijent sličnosti 1:3 (jer je |DC| = 3|PQ|). To znači da je visina trokuta PQL jednaka trećini visine DCL. Jasno je da je zbroj te 2 visine BC, stoga je v_{PQ} = \frac{|BC|}4.

3. korak: Računanje |NL|
Lako je vidjeti da su trokuti ABN i DCN sukladni, te da im je zbroj visina jednak BC - zato su im visine \frac{|BC|}2. Zbog paralelnosti NL i BC, dužinu |NL| možemo prikazati kao razliku duljina visina ABN i PQL.

Zbog toga, |NL| = \frac{|BC|}4.

4. korak: Računanje visine trokuta CDK
Primijetimo tako da su trokuti CDK i AQK slični, te im je koeficijent sličnosti \frac{AQ}{CD} = \frac 23. Kao i u drugom koraku, uočavamo da je zbroj visina ta 2 trokuta BC, stoga je visina trokuta CDK iz vrha K jednaka \frac 35 b.

5. korak: Računanje |KM|
Kao i u 3. koraku, uočavamo sličnost trokuta CAP i CKM zbog paralelnosti KM i AB. Koeficijent sličnosti im je jednak omjeru visina. Kako CDK i CKM imaju jednaku visinu, koeficijent sličnosti im je \frac 35.

Dakle \frac {|KM|}{|AP|} = \frac 35, pa jer je |AP| = \frac a3, zaključujemo |KM| = \frac a5.

6. korak: Računanje površine
Sada znamo duljine |KM| i |LN|, pa lako računamo površinu KLMN kao \frac 12 |KM|\cdot |LN| = \frac 12 \cdot \frac 35 b \cdot \frac a5 = \frac 1{40} ab

Zaključujemo da je omjer površina 1:40



Kao rješenje upišite 140