Lekcja · egzamin ósmoklasisty

Figury płaskie

Kąty, trójkąty i czworokąty, pola i obwody, twierdzenie Pitagorasa, przekątna kwadratu, wysokość trójkąta równobocznego oraz koło i okrąg. Około 20 minut.

  1. Kąty
  2. Trójkąty i czworokąty
  3. Pola i obwody
  4. Twierdzenie Pitagorasa – pobaw się
  5. Przekątna kwadratu i trójkąt równoboczny
  6. Koło i okrąg
  7. Sprawdź się

1 Kąty

  • Kąty przyległe mają wspólne jedno ramię, a pozostałe ramiona tworzą prostą. Ich suma to zawsze 180°.
  • Kąty wierzchołkowe powstają, gdy przecinają się dwie proste – leżą naprzeciw siebie i są równe.

Gdy dwie proste równoległe przetniemy trzecią prostą, powstaje osiem kątów, ale tylko dwie różne miary: α i β, przy czym

α + β = 180°
k l k ∥ l αα ββ αα ββ
  • Kąty odpowiadające (w „tym samym miejscu” przy obu prostych) są równe.
  • Kąty naprzemianległe (po przeciwnych stronach trzeciej prostej, między prostymi równoległymi) są równe.

Na egzaminie: wystarczy znaleźć jeden kąt – każdy inny na rysunku jest mu równy albo dopełnia go do 180°. Kąty ostre są sobie równe, rozwarte też.

2 Trójkąty i czworokąty

Suma kątów wewnętrznych:

trójkąt: 180°  ·  czworokąt: 360°
Trójkąty – ze względu na boki
  • różnoboczny – każdy bok inny,
  • równoramienny – dwa boki (ramiona) równe, kąty przy podstawie równe,
  • równoboczny – wszystkie boki równe, każdy kąt 60°.
Trójkąty – ze względu na kąty
  • ostrokątny – wszystkie kąty ostre,
  • prostokątny – jeden kąt prosty (90°),
  • rozwartokątny – jeden kąt rozwarty (większy od 90°).

Najważniejsze czworokąty i ich własności:

Kwadratwszystkie boki równe, wszystkie kąty proste; przekątne równe, prostopadłe, dzielą się na połowy.
Prostokątprzeciwległe boki równe, wszystkie kąty proste; przekątne równe i dzielą się na połowy.
Rombwszystkie boki równe, przeciwległe kąty równe; przekątne prostopadłe i dzielą się na połowy.
Równoległobokprzeciwległe boki równoległe i równe, przeciwległe kąty równe; kąty sąsiednie (przy jednym boku) sumują się do 180°.
Trapezma co najmniej jedną parę boków równoległych (podstawy); kąty przy jednym ramieniu sumują się do 180°. Trapez równoramienny ma równe ramiona.

Pamiętaj: kwadrat jest jednocześnie prostokątem i rombem, a każdy z nich jest równoległobokiem. Dlatego wszystko, co wiesz o równoległoboku, działa też w kwadracie.

Przykład 1. W równoległoboku jeden kąt jest o 30° większy od drugiego. Oblicz miary kątów tego równoległoboku.
  1. Kąty sąsiednie równoległoboku sumują się do 180°. Oznaczamy mniejszy kąt przez x, więc większy ma x + 30°:x + (x + 30°) = 180°
  2. Porządkujemy równanie:2x + 30° = 180°2x = 150°
  3. Dzielimy przez 2:x = 75°Większy kąt:75° + 30° = 105°
  4. Przeciwległe kąty są równe, więc równoległobok ma kąty 75°, 105°, 75°, 105°. Sprawdzenie:75° + 105° + 75° + 105° = 360° ✓

3 Pola i obwody

Obwód to suma długości wszystkich boków (w cm, m…). Pole mówi, ile miejsca zajmuje figura (w cm², m²…). Oznaczenia: a, b – boki, h – wysokość, e, f – przekątne.

ProstokątP = a · bObw = 2a + 2b
KwadratP = a²Obw = 4a
TrójkątP = ½ · a · hh – wysokość opuszczona na bok a
RównoległobokP = a · hh – wysokość opuszczona na bok a
RombP = ½ · e · falbo P = a · h, jak w równoległoboku
TrapezP = ½ · (a + b) · ha, b – podstawy

Na egzaminie ósmoklasisty nie ma karty wzorów – te wzory trzeba znać na pamięć. Pole trójkąta prostokątnego to połowa iloczynu przyprostokątnych, bo jedna przyprostokątna jest wysokością opuszczoną na drugą.

Jednostki pola – każdy „kwadracik” ma bok 10 razy większy, więc pole 100 razy większe:

1 cm² = 10 mm · 10 mm = 100 mm² 1 m² = 100 cm · 100 cm = 10 000 cm² 1 a = 100 m², 1 ha = 10 000 m²

Typowe błędy:

  • mylenie obwodu z polem – obwód dodajemy, pole mnożymy; obwód ma jednostkę „zwykłą” (cm), pole „kwadratową” (cm²);
  • mnożenie długości w różnych jednostkach (np. metrów przez centymetry) – najpierw zamień na tę samą jednostkę;
  • „1 m² = 100 cm²” – nieprawda, jest ich 10 000;
  • zapominanie o ½ we wzorach na pole trójkąta, rombu i trapezu.
Przykład 2. Blat biurka ma kształt prostokąta o wymiarach 2 m i 40 cm. Oblicz jego pole w cm² i w m² oraz jego obwód.
  1. Zamieniamy wymiary na tę samą jednostkę:2 m = 200 cm
  2. Pole w centymetrach kwadratowych:P = 200 cm · 40 cm = 8000 cm²
  3. Zamieniamy na metry kwadratowe (1 m² = 10 000 cm²):8000 : 10 000 = 0,8P = 0,8 m²Sprawdzenie w metrach:2 m · 0,4 m = 0,8 m² ✓
  4. Obwód – dodajemy długości boków, jednostka zwykła:Obw = 2 · 200 cm + 2 · 40 cm = 480 cm = 4,8 m

4 Twierdzenie Pitagorasa – pobaw się

W trójkącie prostokątnym boki przy kącie prostym to przyprostokątne a i b, a najdłuższy bok (naprzeciw kąta prostego) to przeciwprostokątna c.

a² + b² = c²

Na rysunku: pole kwadratu zbudowanego na przeciwprostokątnej jest równe sumie pól kwadratów zbudowanych na przyprostokątnych. Przesuwaj suwaki i policz kratki. Drugi tryb liczy pola i obwody innych figur.

Twierdzenie odwrotne: jeśli w trójkącie o bokach a, b, c (c – najdłuższy) zachodzi a² + b² = c², to trójkąt jest prostokątny. Tak sprawdzisz, czy trójkąt o danych bokach jest prostokątny, np. dla boków 6, 8, 10:

6² + 8² = 36 + 64 = 100 = 10² ✓

a dla boków 4, 5, 6 już nie:

4² + 5² = 16 + 25 = 41 ≠ 36 = 6²

Warto pamiętać trójki pitagorejskie: 3, 4, 5 · 6, 8, 10 · 5, 12, 13 · 8, 15, 17. Oszczędzają czas na egzaminie. Uwaga: gdy szukasz przyprostokątnej, odejmujesz: a² = c² − b².

Przykład 3. Trapez prostokątny ma podstawy 11 cm i 5 cm oraz wysokość 8 cm. Oblicz jego obwód i pole.
  1. Z krótszej podstawy opuszczamy wysokość. Odcina ona z dłuższej podstawy odcinek:11 − 5 = 6 cmPowstaje trójkąt prostokątny o przyprostokątnych 6 cm i 8 cm; jego przeciwprostokątna to ukośne ramię c.
  2. Z twierdzenia Pitagorasa:c² = 6² + 8² = 36 + 64 = 100c = 10 cm
  3. Obwód (drugim ramieniem jest wysokość):Obw = 11 + 5 + 8 + 10 = 34 cm
  4. Pole:P = ½ · (11 + 5) · 8 = ½ · 16 · 8 = 64 cm²

5 Przekątna kwadratu i trójkąt równoboczny

a a a√2 45° a/2 a/2 a h 60° 30°

Przekątna kwadratu o boku a dzieli go na dwa trójkąty o kątach 45°, 45°, 90°. Z Pitagorasa:

d² = a² + a² = 2a²
d = a√2

Wysokość trójkąta równobocznego o boku a dzieli go na dwa trójkąty o kątach 30°, 60°, 90° – z przyprostokątną a/2 i przeciwprostokątną a. Z Pitagorasa:

h² + (a/2)² = a² h² = a² − a²/4 = 3a²/4
h = a√3/2    P = a²√3/4

Na przykład dla kwadratu o boku 5 cm i trójkąta równobocznego o boku 6 cm:

d = 5√2 cm h = 6√3 / 2 = 3√3 cm P = ½ · 6 · 3√3 = 9√3 cm²

Trójkąt 30°–60°–90°: przyprostokątna leżąca naprzeciw kąta 30° jest dwa razy krótsza od przeciwprostokątnej (to połowa boku trójkąta równobocznego). W trójkącie 45°–45°–90° przyprostokątne są równe, a przeciwprostokątna jest √2 razy dłuższa.

6 Koło i okrąg

Okrąg to sama „linia” – brzeg. Koło to okrąg razem z wnętrzem. Promień r łączy środek z punktem okręgu, a średnica jest dwa razy dłuższa:

d = 2r
Obw = 2πr    P = πr²

Liczba π ≈ 3,14. Dla koła o promieniu 3 cm:

Obw = 2 · π · 3 = 6π cm ≈ 18,84 cm P = π · 3² = 9π cm² ≈ 28,26 cm²

Typowe błędy:

  • wstawianie średnicy zamiast promienia – gdy zadanie podaje średnicę 10 cm, to r = 5 cm;
  • liczenie πr² jako (πr)² – do kwadratu podnosimy tylko r;
  • mylenie obwodu okręgu (2πr) z polem koła (πr²).

Na egzaminie: jeśli polecenie nie każe przybliżać, zostaw wynik z π (np. 9π cm²) – to wynik dokładny. Gdy trzeba przybliżyć, przyjmij π ≈ 3,14, chyba że zadanie podaje inaczej (np. π ≈ 3).

7 Sprawdź się

Przećwicz na zadaniach z egzaminów

W banku są zadania CKE i warianty Matmoo z działu Figury płaskie – z podpowiedziami i rozwiązaniami.