Cap. 11 I Quadrilateri

1. Cap. 11 I Quadrilateri

2. Definizione di quadrilatero Si definisce quadrilatero un poligono di 4 lati

3. Definizione di poligono Definiamo poligono una porzione di piano delimitata da una spezzata chiusa

4. Gli elementi caratteristici di un quadrilatero

5. Diagonali Consideriamo la seguente figura Disegniamo un segmento che unisce due vertici non consecutivi Chiamiamo questo segmento diagonale Si definisce diagonale in segmento che unisce due vertici non consecutivi di un poligono

6. Lati consecutivi, opposti e diagonali

7. Definizioni nei quadrilateri • Due vertici si dicono consecutivi se appartengono allo stesso lato • Due vertici si dicono opposti se non hanno nessun lato in comune • Due lati si dicono consecutivi se hanno un vertice in comune • Due lati si dicono opposti se non hanno vertici in comune • Due angoli si dicono adiacenti se hanno un lato in comune • Due angoli si dicono opposti se non hanno nessun lato in comune

9. Somma degli angoli interni di un quadrilatero Somma degli angoli interni = l x 180 – 2 x 180 La somma degli angoli interni di un quadrilatero vale (4 -2) x 180° cioè 2 x 180° = 360° Da cui Somma degli angoli interni = (l – 2) x 180 In un quadrilatero l = 4 perciò

10. Criterio di esistenza di un poligono In un poligono un lato deve essere minore della somma di tutti gli altri • Consideriamo tre segmenti • È sempre possibile costruire un poligono? • In teoria sembrerebbe di si perché posso metterli uno dietro l’altro • Ma il giochetto riesce sempre? • Consideriamo altri tre segmenti • Ripetiamo l’operazione • Come si vede non posso costruire un poligono, uno dei due segmenti è addirittura più grande della somma degli altri due

11. Criterio di esistenza dei quadrilateri In un quadrilatero un lato deve essere minore della somma di tutti gli altri

12. Angoli adiacenti Si dicono adiacenti due angoli consecutivi e i cui lati non comuni giacciono sulla stessa retta Noti una qualche somiglianza con gli angoli interni ed esterni di un quadrilatero?

13. Somma angolo interno ed esterno di un quadrilatero • Consideriamo il seguente quadrilatero • Prendiamo gli angoli esterni aventi vertice in A e B • Si vede che sono adiacenti La somma di un angolo esterno ed uno interno aventi un vertice in comune è di 180°

14. Perimetro di un quadrilatero Consideriamo il seguente quadrilatero I lati a, b, c, e d rappresenteranno il contorno del quadrilatero Immaginiamo ora di prenderli uno ad uno e di sommarli (sappiamo già come si fa) La lunghezza del segmento A’A’’ ottenuto sommando questi lati è detta perimetro del quadrilatero Di definisce perimetro di un quadrilatero e si indica con 2P la misura del contorno del quadrilatero

15. Quadrilateri particolari • Alcuni quadrilateri si contraddistinguono per avere delle proprietà particolari • Questi quadrilateri hanno dei nomi particolari e proprietà che noi ci accingiamo a scoprire

16. Trapezio • Consideriamo il seguente quadrilatero • Notiamo subito una particolarità • I lati a e c sono paralleli si definisce trapezio un quadrilateroon due lati paralleli

17. Nomenclatura dei lati del trapezio • Consideriamo il seguente trapezio • I lati paralleli prendono il nome di Base maggiore (B quello più grande lato a) e base minore (b quello più piccolo lato c) • Gli altri due lati prendono il nome di lati obliqui (d e b) perché trasversali ai lati paralleli Quando disegneremo un trapezio con gli elementi che lo caratterizzano lo rappresenteremo cosi Base minore Lato obliquo Lato obliquo Base maggiore

18. Distanza fra due rette parallele t A s B r a Distanza fra rette parallele Si definisce distanza di due rette parallele la lunghezza del segmento perpendicolare alle rette date e che ha come suoi estremi punti appartenenti alle due rette Consideriamo due rette parallele r ed s appartenenti al piano a Tracciamo la perpendicolare alla retta r ed s Tale retta taglierà le due rette parallele nei punti A e B Si dice distanza fra le due rette la lunghezza del segmento AB perché è perpendicolare ad entrambe le rette

19. Altezza del trapezio Si definisce altezza del trapezio la distanza fra le due basi Cosa c’entra il ripasso della diapositiva precedente?

20. Nomenclatura dei trapezi • Un trapezio si dice scaleno se ha i lati obliqui disuguali l1≠l2 • Un particolare tipo di trapezio scaleno ha un lato perpendicolare alle basi e si chiama trapezio rettangolo • Un trapezio si dice isoscele se ha i due lati obliqui uguali l1=l2

21. Proiezione di un segmento su una retta Consideriamo una retta r e una segmento P appartenenti entrambi al piano a Per proiettare in segmento sulla retta basta proiettare i suoi estremi sulla retta r Troviamo i punti A’ e B’ Il segmento A’B’ sarà la proiezione di AB su r B A r A’ B’ a Per proiettare un segmento su una retta basta trovare le proiezioni dei suoi due punti estremi e prendere in considerazione il segmento risultante

22. Proiezione dei lati obliqui sulla base maggiore • Consideriamo un trapezio • Dai vertici della base minore tracciamo le perpendicolari alla base maggiore • Queste incontrano nei punti H e K • Per definizione di proiezione di un segmento su una retta …. I segmenti AH e BK saranno le proiezioni dei lati obliqui sulla base

23. Proprietà del trapezio isoscele • Il trapezio isoscele è strettamente legato al triangolo isoscele • Per ottenerlo basta tracciare una retta parallele alla base che lo intersechi • Non avendo modificato gli angoli alla base questi risulteranno uguali anche nel trapezio isoscele a=b • Chiaramente si avrà anche che g = d Ed ecco il mio trapezio Perché ?

24. …. No finisce qui … tacciamo le diagonali • Consideriamo i triangoli ADE e ACE • Essi sono uguali per il primo criterio di uguaglianza In un trapezio isoscele gli angoli adiacenti alle basi sono congruenti a = b; l1 = l2 lato B il comune d = f In un trapezio isoscele le diagonali sono congruenti

25. Perimetro dei trapezi Trapezio scaleno Trapezio rettangolo Trapezio isoscele 2P=B+b+h+l 2P=B+b+2l 2P=B+b+l1+l2

26. 2P=B+b+l1+l2 B=2P-b-l1-l2 b=2P-B-l1-l2 l1=2P-B-b-l2 l2=2P-B-b-l1 2P=B+b+h+l B=2P-b-h-l b=2P-B-h-l h=2P-B-b-l l=2P-B-b-l 2P=B+b+2l 2P-B-b B=2P-b-2l b=2P-B-2l l = _________ 2

27. Parallelogramma • Consideriamo il seguente trapezio • Spostiamo pi punto D fino a far diventare d parallelo a b Otteniamo una figura con i lati opposti paralleli e congruenti Si dice parallelogramma un quadrilatero con i lati opposti paralleli Pensa alla definizione di trapezio Un parallelogramma è un trapezio? Pensa a ciò che è stato fatto per ottenere un trapezio

28. Elementi caratteristici di un parallelogramma Diagonale minore Altezza Diagonale maggiore Lato obliquo Base I lati opposti sono congruenti Gli angoli opposti sono congruenti

29. In un parallelogramma i lati e gli angoli opposti sono congruenti e gli angoli adiacenti a ciascun lato sono supplementari

30. Proprietà delle diagonali e dei triangoli da esse generati Consideriamo il seguente parallelogramma Le sue diagonali si intersecano nel punto O Esse generano 4 triangoli Vediamo che relazioni esistono fra di essi Da ciò segue che: AO = OC e DO = OB perché lati omologhi di triangoli congruenti Consideriamo i triangoli DCO e AOB essi sono uguali per il secondo criterio di congruenza AB = CD (lati opposti) a1 = g1 (alterni interni) b1 = d1 (alterni interni) I triangoli ADO e BCO sono congruenti per il terzo criterio di congruenza essendo AO = OC DO = OB ma anche AD = CB perché lati opposti di un parallelogramma

31. Guardate la figura Cosa succede se AO = OC e DO = OB Vi ricordate la definizione di punto medio di un segmento? Cosa dice? Il punto medio di un segmento è quel punto che lo divide in due parti congruenti Ma allora il punto O dividerà le diagonali ….. perché ne rappresenta il ….. Ma allora cosa rappresenta il punto O rispetto alle diagonali? da cui segue la definizione

32. Le diagonali di un parallelogrammo si incontrano nel loro punto medio Cioè il punto di incidenza le divide a metà

33. Quante altezze ha un parallelogramma • Il concetto di altezza rimanda direttamente a quello della distanza di in punto da una retta ve lo ricordate ….. • La distanza di un punto da una retta è data dalla lunghezza del segmento perpendicolare che unisce il punto alla retta • Perciò l’altezza è la lunghezza del segmento perpendicolare che unisce un punto al lato opposto

34. Consideriamo il seguente parallelogramma Il lato opposto al punto C è il lato a Il lato opposto al punto A è il lato b Quante altezze abbiamo? Per quanto abbiamo detto prima 2 Queste sono le 2 perpendicolari che possiamo tracciare E queste le due altezze Lato opposto al unto A Se vi sembra strano basta ruotare la figura e a questo punto vi sembrerà strano ciò che prima vi sembrava normale: l’altezza h

35. ….. È un’operazione ammissibile ruotare una figura? Ricordiamo la definizione di geometria possiamo farlo? quella parte della matematica che si occupa della forme e dell’estensione delle figure e delle relazioni e trasformazioni che le caratterizzano. Che tipo di operazione abbiamo fatto? Una trasformazione e precisamente una trasformazione isometrica Una trasformazione si dice isometrica quando lascia inalterata la figura

36. Perimetro del parallelogramma 2P = 2 x (b + l) dove l = lato obliquo b = base

37. Formule inverse b = p - l p è il semiperimetro l = p - b

38. La rigidità o meno delle figure Un triangolo è una figura rigida indeformabile Non posso assolutamente muovere il vertice C senza modificare i lati a e b Vale la stessa cosa per i parallelogrammi? Osserviamo la seguente figura Posso formare un altro parallelogramma mantenendo inalterate le lunghezze dei lati?

39. La risposta è si e le figure che posso ottenere sono infinite I parallelogrammi non sono figure rigide

40. Il rettangolo Se osserviamo la seguente figura ci rendiamo conto che il rettangolo non è altro che un particolare tipo parallelogramma Che caratteristiche ha questo parallelogramma? Come possiamo vedere ha tutti gli angoli retti Il rettangolo è un trapezio ?

41. Si dice rettangolo un parallelogramma equiangolo

42. Disegno che riassume le caratteristiche di un rettangolo altezza diagonale base

43. Proprietà delle diagonali e dei triangoli da esse generati È dato il seguente rettangolo Prendiamo in considerazione i triangoli BAC e DBC Essi sono congruenti per il primo criterio di congruenza perché: a = c lati opposti la base b è in comune b = g perché retti Perciò si ha che BD = AC perché lati omologhi di triangoli congruenti

44. Le diagonali di un rettangolo sono congruenti

45. Cosa possiamo dire dei triangoli? • Una diretta conseguenza di questo fatto è che i quattro triangoli generati dalle diagonali sono tutti isosceli • I triangoli che condividono gli angoli opposti al vertice O sono anche congruenti per il primo criterio di congruenza

46. Perimetro del rettangolo 2P = 2 X (b + h) dove h = altezza b = base

47. Formule inverse b = p - h p è il semiperimetro h = p - b

48. Rombo Si definisce rombo un parallelogrammo equilatero Il rombo è un trapezio? Il rombo è un rettangolo?

49. Disegno che riassume le caratteristiche di un rombo lato Diagonale minore Diagonale maggiore

50. Le diagonali del rombo sono anche bisettrici degli angoli Consideriamo il seguente rombo Il triangolo ABD è un triangolo isoscele perché per definizione di rombo AD = AB Il segmento AH è l’altezza di questo triangolo ma esso è anche mezza diagonale maggiore L’altezza del triangolo isoscele è anche bisettrice dell’angolo a Perciò la diagonale maggiore è anche la bisettrice dell’angolo a Ragionamento analogo si può fare anche per l’altra diagonale