Marian Ioan MUNTEANU · 2017-11-01 · Problema 1. Sa se construiasc˘ a un triunghi dac˘ a se...

47
3 probleme de construct ¸ii geometrice Marian Ioan MUNTEANU Universitatea Al.I.Cuza din Iasi, Romania webpage: http://www.math.uaic.ro/munteanu Seminar informal de didactica matematicii Marian Ioan MUNTEANU (UAIC) Construct ¸ii geometrice Ias ¸i, 28 octombrie 2017 1 / 20

Transcript of Marian Ioan MUNTEANU · 2017-11-01 · Problema 1. Sa se construiasc˘ a un triunghi dac˘ a se...

Page 1: Marian Ioan MUNTEANU · 2017-11-01 · Problema 1. Sa se construiasc˘ a un triunghi dac˘ a se cunosc lungimile bisectoarei˘ la, medianei ma s¸i ˆınalt¸imii ha care pleaca dintr-un

3 probleme de constructii geometrice

Marian Ioan MUNTEANU

Universitatea Al.I.Cuza din Iasi, Romaniawebpage: http://www.math.uaic.ro/∼munteanu

Seminar informal de didactica matematicii

Marian Ioan MUNTEANU (UAIC) Constructii geometrice Iasi, 28 octombrie 2017 1 / 20

Page 2: Marian Ioan MUNTEANU · 2017-11-01 · Problema 1. Sa se construiasc˘ a un triunghi dac˘ a se cunosc lungimile bisectoarei˘ la, medianei ma s¸i ˆınalt¸imii ha care pleaca dintr-un

Problema 1.

Sa se construiasca un triunghi daca se cunosc lungimile bisectoarei la,medianei ma si ınaltimii ha care pleaca dintr-un acelasi varf.

Observatie: ha ≤ la ≤ ma • conditie necesara

Cazul de egalitate: • exista solutie, nu este unica (triunghi isoscel)

Vom presupune in continuare inegalitate stricta.

Marian Ioan MUNTEANU (UAIC) Constructii geometrice Iasi, 28 octombrie 2017 2 / 20

Page 3: Marian Ioan MUNTEANU · 2017-11-01 · Problema 1. Sa se construiasc˘ a un triunghi dac˘ a se cunosc lungimile bisectoarei˘ la, medianei ma s¸i ˆınalt¸imii ha care pleaca dintr-un

Problema 1.

Sa se construiasca un triunghi daca se cunosc lungimile bisectoarei la,medianei ma si ınaltimii ha care pleaca dintr-un acelasi varf.

Observatie: ha ≤ la ≤ ma • conditie necesara

Cazul de egalitate: • exista solutie, nu este unica (triunghi isoscel)

Vom presupune in continuare inegalitate stricta.

Marian Ioan MUNTEANU (UAIC) Constructii geometrice Iasi, 28 octombrie 2017 2 / 20

Page 4: Marian Ioan MUNTEANU · 2017-11-01 · Problema 1. Sa se construiasc˘ a un triunghi dac˘ a se cunosc lungimile bisectoarei˘ la, medianei ma s¸i ˆınalt¸imii ha care pleaca dintr-un

Problema 1.

Sa se construiasca un triunghi daca se cunosc lungimile bisectoarei la,medianei ma si ınaltimii ha care pleaca dintr-un acelasi varf.

Observatie: ha ≤ la ≤ ma • conditie necesara

Cazul de egalitate: • exista solutie, nu este unica (triunghi isoscel)

Vom presupune in continuare inegalitate stricta.

Marian Ioan MUNTEANU (UAIC) Constructii geometrice Iasi, 28 octombrie 2017 2 / 20

Page 5: Marian Ioan MUNTEANU · 2017-11-01 · Problema 1. Sa se construiasc˘ a un triunghi dac˘ a se cunosc lungimile bisectoarei˘ la, medianei ma s¸i ˆınalt¸imii ha care pleaca dintr-un

Problema 1.

Sa se construiasca un triunghi daca se cunosc lungimile bisectoarei la,medianei ma si ınaltimii ha care pleaca dintr-un acelasi varf.

Observatie: ha ≤ la ≤ ma • conditie necesara

Cazul de egalitate: • exista solutie, nu este unica (triunghi isoscel)

Vom presupune in continuare inegalitate stricta.

Marian Ioan MUNTEANU (UAIC) Constructii geometrice Iasi, 28 octombrie 2017 2 / 20

Page 6: Marian Ioan MUNTEANU · 2017-11-01 · Problema 1. Sa se construiasc˘ a un triunghi dac˘ a se cunosc lungimile bisectoarei˘ la, medianei ma s¸i ˆınalt¸imii ha care pleaca dintr-un

Problema 1: inaltimea si bisectoarea (4 dreptunghic)

Marian Ioan MUNTEANU (UAIC) Constructii geometrice Iasi, 28 octombrie 2017 3 / 20

Page 7: Marian Ioan MUNTEANU · 2017-11-01 · Problema 1. Sa se construiasc˘ a un triunghi dac˘ a se cunosc lungimile bisectoarei˘ la, medianei ma s¸i ˆınalt¸imii ha care pleaca dintr-un

Problema 1: cerc cu raza ma

Marian Ioan MUNTEANU (UAIC) Constructii geometrice Iasi, 28 octombrie 2017 3 / 20

Page 8: Marian Ioan MUNTEANU · 2017-11-01 · Problema 1. Sa se construiasc˘ a un triunghi dac˘ a se cunosc lungimile bisectoarei˘ la, medianei ma s¸i ˆınalt¸imii ha care pleaca dintr-un

Problema 1: piciorul medianei din A

Marian Ioan MUNTEANU (UAIC) Constructii geometrice Iasi, 28 octombrie 2017 3 / 20

Page 9: Marian Ioan MUNTEANU · 2017-11-01 · Problema 1. Sa se construiasc˘ a un triunghi dac˘ a se cunosc lungimile bisectoarei˘ la, medianei ma s¸i ˆınalt¸imii ha care pleaca dintr-un

Problema 1: [MP] ⊥ dr DE , P ∈ dr AE

Marian Ioan MUNTEANU (UAIC) Constructii geometrice Iasi, 28 octombrie 2017 3 / 20

Page 10: Marian Ioan MUNTEANU · 2017-11-01 · Problema 1. Sa se construiasc˘ a un triunghi dac˘ a se cunosc lungimile bisectoarei˘ la, medianei ma s¸i ˆınalt¸imii ha care pleaca dintr-un

Problema 1: S este mijlocul segmentului [AP]

Marian Ioan MUNTEANU (UAIC) Constructii geometrice Iasi, 28 octombrie 2017 3 / 20

Page 11: Marian Ioan MUNTEANU · 2017-11-01 · Problema 1. Sa se construiasc˘ a un triunghi dac˘ a se cunosc lungimile bisectoarei˘ la, medianei ma s¸i ˆınalt¸imii ha care pleaca dintr-un

Problema 1: mediat. [AP] ∩ dr MP = {O}

Marian Ioan MUNTEANU (UAIC) Constructii geometrice Iasi, 28 octombrie 2017 3 / 20

Page 12: Marian Ioan MUNTEANU · 2017-11-01 · Problema 1. Sa se construiasc˘ a un triunghi dac˘ a se cunosc lungimile bisectoarei˘ la, medianei ma s¸i ˆınalt¸imii ha care pleaca dintr-un

Problema 1: cercul cu centrul in O si raza OP

Marian Ioan MUNTEANU (UAIC) Constructii geometrice Iasi, 28 octombrie 2017 3 / 20

Page 13: Marian Ioan MUNTEANU · 2017-11-01 · Problema 1. Sa se construiasc˘ a un triunghi dac˘ a se cunosc lungimile bisectoarei˘ la, medianei ma s¸i ˆınalt¸imii ha care pleaca dintr-un

Problema 1: gasirea punctelor B si C

Marian Ioan MUNTEANU (UAIC) Constructii geometrice Iasi, 28 octombrie 2017 3 / 20

Page 14: Marian Ioan MUNTEANU · 2017-11-01 · Problema 1. Sa se construiasc˘ a un triunghi dac˘ a se cunosc lungimile bisectoarei˘ la, medianei ma s¸i ˆınalt¸imii ha care pleaca dintr-un

Problema 1: triunghiul ABC este cel cautat

Marian Ioan MUNTEANU (UAIC) Constructii geometrice Iasi, 28 octombrie 2017 3 / 20

Page 15: Marian Ioan MUNTEANU · 2017-11-01 · Problema 1. Sa se construiasc˘ a un triunghi dac˘ a se cunosc lungimile bisectoarei˘ la, medianei ma s¸i ˆınalt¸imii ha care pleaca dintr-un

Problema 1: triunghiul ABC este cel cautat

• [OM] mediatoarea segm [BC]

• [AM] este mediana

• [AE ] este evident inaltime

•_

BP ≡_

CP

• [AP este bisectoarea ^BAC

• lungimile sunt cele solicitate

Marian Ioan MUNTEANU (UAIC) Constructii geometrice Iasi, 28 octombrie 2017 4 / 20

Page 16: Marian Ioan MUNTEANU · 2017-11-01 · Problema 1. Sa se construiasc˘ a un triunghi dac˘ a se cunosc lungimile bisectoarei˘ la, medianei ma s¸i ˆınalt¸imii ha care pleaca dintr-un

Problema 2.

Sa se traseze ıntr-un cerc o coarda de lungime si directie date.

Mai precis, fie cercul C(O,R), dreapta d si numarul l > 0. Sa seconstruiasca o coarda ın cercul dat paralela cu d si de lungime l .

Marian Ioan MUNTEANU (UAIC) Constructii geometrice Iasi, 28 octombrie 2017 5 / 20

Page 17: Marian Ioan MUNTEANU · 2017-11-01 · Problema 1. Sa se construiasc˘ a un triunghi dac˘ a se cunosc lungimile bisectoarei˘ la, medianei ma s¸i ˆınalt¸imii ha care pleaca dintr-un

Problema 2.

Sa se traseze ıntr-un cerc o coarda de lungime si directie date.

Mai precis, fie cercul C(O,R), dreapta d si numarul l > 0. Sa seconstruiasca o coarda ın cercul dat paralela cu d si de lungime l .

Marian Ioan MUNTEANU (UAIC) Constructii geometrice Iasi, 28 octombrie 2017 5 / 20

Page 18: Marian Ioan MUNTEANU · 2017-11-01 · Problema 1. Sa se construiasc˘ a un triunghi dac˘ a se cunosc lungimile bisectoarei˘ la, medianei ma s¸i ˆınalt¸imii ha care pleaca dintr-un

Problema 2.

Marian Ioan MUNTEANU (UAIC) Constructii geometrice Iasi, 28 octombrie 2017 6 / 20

Page 19: Marian Ioan MUNTEANU · 2017-11-01 · Problema 1. Sa se construiasc˘ a un triunghi dac˘ a se cunosc lungimile bisectoarei˘ la, medianei ma s¸i ˆınalt¸imii ha care pleaca dintr-un

Problema 2.

Marian Ioan MUNTEANU (UAIC) Constructii geometrice Iasi, 28 octombrie 2017 6 / 20

Page 20: Marian Ioan MUNTEANU · 2017-11-01 · Problema 1. Sa se construiasc˘ a un triunghi dac˘ a se cunosc lungimile bisectoarei˘ la, medianei ma s¸i ˆınalt¸imii ha care pleaca dintr-un

Constructii considerate cunoscute

• Sa se construiasca paralela la o dreapta printr-un punct dat (exteriordreptei).

• Sa se construiasca perpendiculara pe o dreapta dintr-un punctexterior al sau.

• Sa se construiasca mijlocul unui segment.

Marian Ioan MUNTEANU (UAIC) Constructii geometrice Iasi, 28 octombrie 2017 7 / 20

Page 21: Marian Ioan MUNTEANU · 2017-11-01 · Problema 1. Sa se construiasc˘ a un triunghi dac˘ a se cunosc lungimile bisectoarei˘ la, medianei ma s¸i ˆınalt¸imii ha care pleaca dintr-un

Problema 2. (infasuratoare)

Marian Ioan MUNTEANU (UAIC) Constructii geometrice Iasi, 28 octombrie 2017 8 / 20

Page 22: Marian Ioan MUNTEANU · 2017-11-01 · Problema 1. Sa se construiasc˘ a un triunghi dac˘ a se cunosc lungimile bisectoarei˘ la, medianei ma s¸i ˆınalt¸imii ha care pleaca dintr-un

Problema 2. (infasuratoare)

Marian Ioan MUNTEANU (UAIC) Constructii geometrice Iasi, 28 octombrie 2017 8 / 20

Page 23: Marian Ioan MUNTEANU · 2017-11-01 · Problema 1. Sa se construiasc˘ a un triunghi dac˘ a se cunosc lungimile bisectoarei˘ la, medianei ma s¸i ˆınalt¸imii ha care pleaca dintr-un

Problema 2. (infasuratoare)

Marian Ioan MUNTEANU (UAIC) Constructii geometrice Iasi, 28 octombrie 2017 8 / 20

Page 24: Marian Ioan MUNTEANU · 2017-11-01 · Problema 1. Sa se construiasc˘ a un triunghi dac˘ a se cunosc lungimile bisectoarei˘ la, medianei ma s¸i ˆınalt¸imii ha care pleaca dintr-un

Problema 2. (infasuratoare)

Marian Ioan MUNTEANU (UAIC) Constructii geometrice Iasi, 28 octombrie 2017 8 / 20

Page 25: Marian Ioan MUNTEANU · 2017-11-01 · Problema 1. Sa se construiasc˘ a un triunghi dac˘ a se cunosc lungimile bisectoarei˘ la, medianei ma s¸i ˆınalt¸imii ha care pleaca dintr-un

Problema 2. (infasuratoare)

Marian Ioan MUNTEANU (UAIC) Constructii geometrice Iasi, 28 octombrie 2017 8 / 20

Page 26: Marian Ioan MUNTEANU · 2017-11-01 · Problema 1. Sa se construiasc˘ a un triunghi dac˘ a se cunosc lungimile bisectoarei˘ la, medianei ma s¸i ˆınalt¸imii ha care pleaca dintr-un

Problema 2. (infasuratoare)

Marian Ioan MUNTEANU (UAIC) Constructii geometrice Iasi, 28 octombrie 2017 8 / 20

Page 27: Marian Ioan MUNTEANU · 2017-11-01 · Problema 1. Sa se construiasc˘ a un triunghi dac˘ a se cunosc lungimile bisectoarei˘ la, medianei ma s¸i ˆınalt¸imii ha care pleaca dintr-un

Problema 2. Constructia

Marian Ioan MUNTEANU (UAIC) Constructii geometrice Iasi, 28 octombrie 2017 9 / 20

Page 28: Marian Ioan MUNTEANU · 2017-11-01 · Problema 1. Sa se construiasc˘ a un triunghi dac˘ a se cunosc lungimile bisectoarei˘ la, medianei ma s¸i ˆınalt¸imii ha care pleaca dintr-un

Problema 2. Constructia

Marian Ioan MUNTEANU (UAIC) Constructii geometrice Iasi, 28 octombrie 2017 9 / 20

Page 29: Marian Ioan MUNTEANU · 2017-11-01 · Problema 1. Sa se construiasc˘ a un triunghi dac˘ a se cunosc lungimile bisectoarei˘ la, medianei ma s¸i ˆınalt¸imii ha care pleaca dintr-un

Problema 2. Constructia

Marian Ioan MUNTEANU (UAIC) Constructii geometrice Iasi, 28 octombrie 2017 9 / 20

Page 30: Marian Ioan MUNTEANU · 2017-11-01 · Problema 1. Sa se construiasc˘ a un triunghi dac˘ a se cunosc lungimile bisectoarei˘ la, medianei ma s¸i ˆınalt¸imii ha care pleaca dintr-un

Problema 2. Constructia

Marian Ioan MUNTEANU (UAIC) Constructii geometrice Iasi, 28 octombrie 2017 9 / 20

Page 31: Marian Ioan MUNTEANU · 2017-11-01 · Problema 1. Sa se construiasc˘ a un triunghi dac˘ a se cunosc lungimile bisectoarei˘ la, medianei ma s¸i ˆınalt¸imii ha care pleaca dintr-un

Problema 2. Constructia

Marian Ioan MUNTEANU (UAIC) Constructii geometrice Iasi, 28 octombrie 2017 9 / 20

Page 32: Marian Ioan MUNTEANU · 2017-11-01 · Problema 1. Sa se construiasc˘ a un triunghi dac˘ a se cunosc lungimile bisectoarei˘ la, medianei ma s¸i ˆınalt¸imii ha care pleaca dintr-un

Problema 2. Constructia

Marian Ioan MUNTEANU (UAIC) Constructii geometrice Iasi, 28 octombrie 2017 9 / 20

Page 33: Marian Ioan MUNTEANU · 2017-11-01 · Problema 1. Sa se construiasc˘ a un triunghi dac˘ a se cunosc lungimile bisectoarei˘ la, medianei ma s¸i ˆınalt¸imii ha care pleaca dintr-un

Problema 2. Constructia

Marian Ioan MUNTEANU (UAIC) Constructii geometrice Iasi, 28 octombrie 2017 9 / 20

Page 34: Marian Ioan MUNTEANU · 2017-11-01 · Problema 1. Sa se construiasc˘ a un triunghi dac˘ a se cunosc lungimile bisectoarei˘ la, medianei ma s¸i ˆınalt¸imii ha care pleaca dintr-un

Problema 2. Constructia

Marian Ioan MUNTEANU (UAIC) Constructii geometrice Iasi, 28 octombrie 2017 9 / 20

Page 35: Marian Ioan MUNTEANU · 2017-11-01 · Problema 1. Sa se construiasc˘ a un triunghi dac˘ a se cunosc lungimile bisectoarei˘ la, medianei ma s¸i ˆınalt¸imii ha care pleaca dintr-un

Problema 2. Constructia

Marian Ioan MUNTEANU (UAIC) Constructii geometrice Iasi, 28 octombrie 2017 9 / 20

Page 36: Marian Ioan MUNTEANU · 2017-11-01 · Problema 1. Sa se construiasc˘ a un triunghi dac˘ a se cunosc lungimile bisectoarei˘ la, medianei ma s¸i ˆınalt¸imii ha care pleaca dintr-un

Observatie

Am rezolvat astfel si o alta problema:

Sa se construiasca tangentele la un cerc dat paralele cu o dreaptadata.

Marian Ioan MUNTEANU (UAIC) Constructii geometrice Iasi, 28 octombrie 2017 10 / 20

Page 37: Marian Ioan MUNTEANU · 2017-11-01 · Problema 1. Sa se construiasc˘ a un triunghi dac˘ a se cunosc lungimile bisectoarei˘ la, medianei ma s¸i ˆınalt¸imii ha care pleaca dintr-un

Problema 3.

Sa se construiasca triunghiul ABC cand se cunosc hb, hc si ma.Notatiile sunt cele uzuale.

Marian Ioan MUNTEANU (UAIC) Constructii geometrice Iasi, 28 octombrie 2017 11 / 20

Page 38: Marian Ioan MUNTEANU · 2017-11-01 · Problema 1. Sa se construiasc˘ a un triunghi dac˘ a se cunosc lungimile bisectoarei˘ la, medianei ma s¸i ˆınalt¸imii ha care pleaca dintr-un

Problema 3.

Sa se construiasca triunghiul ABC cand se cunosc hb, hc si ma.Notatiile sunt cele uzuale.

Marian Ioan MUNTEANU (UAIC) Constructii geometrice Iasi, 28 octombrie 2017 11 / 20

Page 39: Marian Ioan MUNTEANU · 2017-11-01 · Problema 1. Sa se construiasc˘ a un triunghi dac˘ a se cunosc lungimile bisectoarei˘ la, medianei ma s¸i ˆınalt¸imii ha care pleaca dintr-un

Problema 3: Constructia

• [AD] de lungime ma

• 4ADM dreptunghic in M cuDM = 1

2hb

• 4ADN dreptunghic in N cuDN = 1

2hc

• a.i. M si N sa fie in semiplanediferite determinate de dr AD

• conditii de existenta: ma > 12hb si

ma > 12hc

Marian Ioan MUNTEANU (UAIC) Constructii geometrice Iasi, 28 octombrie 2017 12 / 20

Page 40: Marian Ioan MUNTEANU · 2017-11-01 · Problema 1. Sa se construiasc˘ a un triunghi dac˘ a se cunosc lungimile bisectoarei˘ la, medianei ma s¸i ˆınalt¸imii ha care pleaca dintr-un

Problema 3: Constructia

• M ′ simetricul lui M fata de D

• N ′ simetricul lui N fata de D

Marian Ioan MUNTEANU (UAIC) Constructii geometrice Iasi, 28 octombrie 2017 13 / 20

Page 41: Marian Ioan MUNTEANU · 2017-11-01 · Problema 1. Sa se construiasc˘ a un triunghi dac˘ a se cunosc lungimile bisectoarei˘ la, medianei ma s¸i ˆınalt¸imii ha care pleaca dintr-un

Problema 3: Constructia

• [M ′B]‖[AM], B ∈ dr AN

• [N ′C]‖[AN], C ∈ dr AM

Marian Ioan MUNTEANU (UAIC) Constructii geometrice Iasi, 28 octombrie 2017 14 / 20

Page 42: Marian Ioan MUNTEANU · 2017-11-01 · Problema 1. Sa se construiasc˘ a un triunghi dac˘ a se cunosc lungimile bisectoarei˘ la, medianei ma s¸i ˆınalt¸imii ha care pleaca dintr-un

Problema 3: Constructia

• punctele B, D si C sunt coliniare!

Marian Ioan MUNTEANU (UAIC) Constructii geometrice Iasi, 28 octombrie 2017 15 / 20

Page 43: Marian Ioan MUNTEANU · 2017-11-01 · Problema 1. Sa se construiasc˘ a un triunghi dac˘ a se cunosc lungimile bisectoarei˘ la, medianei ma s¸i ˆınalt¸imii ha care pleaca dintr-un

Problema 3: Concluzia

• punctele B, D si C sunt coliniare!

• MNM ′N ′ paral. ⇒ [M ′N]‖[MN ′]

• ^N ′DC ≡ ^N ′MC(DMCN ′ inscript.)

• ^NDB ≡ ^NM ′B(DNBM ′ inscript.)

• ^N ′MC ≡ ^NM ′B (unghiuri ascu-tite cu laturi paralele)

• ⇒ ^NDB ≡ ^N ′DC

Marian Ioan MUNTEANU (UAIC) Constructii geometrice Iasi, 28 octombrie 2017 16 / 20

Page 44: Marian Ioan MUNTEANU · 2017-11-01 · Problema 1. Sa se construiasc˘ a un triunghi dac˘ a se cunosc lungimile bisectoarei˘ la, medianei ma s¸i ˆınalt¸imii ha care pleaca dintr-un

Problema 3: Concluzia

• 4NDB ≡ 4N ′DC([ND] ≡ [N ′D],^NDB ≡ ^N ′DC)

• ⇒ [AD] mediana

Marian Ioan MUNTEANU (UAIC) Constructii geometrice Iasi, 28 octombrie 2017 17 / 20

Page 45: Marian Ioan MUNTEANU · 2017-11-01 · Problema 1. Sa se construiasc˘ a un triunghi dac˘ a se cunosc lungimile bisectoarei˘ la, medianei ma s¸i ˆınalt¸imii ha care pleaca dintr-un

Problema 3: Concluzia

• ducem inaltimile [BE ] si [CF ]

• [DM] este l.m. in 4BCE

• [DN] este l.m. in 4BCF

• ⇒ inaltimile au lungimile solicitate

Marian Ioan MUNTEANU (UAIC) Constructii geometrice Iasi, 28 octombrie 2017 18 / 20

Page 46: Marian Ioan MUNTEANU · 2017-11-01 · Problema 1. Sa se construiasc˘ a un triunghi dac˘ a se cunosc lungimile bisectoarei˘ la, medianei ma s¸i ˆınalt¸imii ha care pleaca dintr-un

Problema 3: caz ”pierdut”

• M ′ simetricul lui M fata de D

• N ′ simetricul lui N fata de D

• Sa se studieze situatia candM ′ ∈ dr AN

Marian Ioan MUNTEANU (UAIC) Constructii geometrice Iasi, 28 octombrie 2017 19 / 20

Page 47: Marian Ioan MUNTEANU · 2017-11-01 · Problema 1. Sa se construiasc˘ a un triunghi dac˘ a se cunosc lungimile bisectoarei˘ la, medianei ma s¸i ˆınalt¸imii ha care pleaca dintr-un

Va multumesc pentru atentie

Marian Ioan MUNTEANU (UAIC) Constructii geometrice Iasi, 28 octombrie 2017 20 / 20