Comment trouver la ligne latérale d'un trapèze. Trapèzes inscrits et circonscrits

Le segment de ligne droite reliant les milieux des côtés latéraux du trapèze est appelé ligne médiane du trapèze. Nous vous expliquerons ci-dessous comment trouver la ligne médiane d'un trapèze et comment elle se rapporte aux autres éléments de cette figure.

Théorème de la ligne centrale

Dessinons un trapèze dans lequel AD est la plus grande base, BC est la plus petite base et EF est la ligne médiane. Prolongons la base AD au-delà du point D. Tracez une ligne BF et continuez-la jusqu'à ce qu'elle croise le prolongement de la base AD au point O. Considérons les triangles ∆BCF et ∆DFO. Angles ∟BCF = ∟DFO comme verticaux. CF = DF, ∟BCF = ∟FDО, car VS //JSC. Par conséquent, les triangles ∆BCF = ∆DFO. D'où les côtés BF = FO.

Considérons maintenant ∆ABO et ∆EBF. ∟ABO est commun aux deux triangles. BE/AB = ½ par condition, BF/BO = ½, puisque ∆BCF = ∆DFO. Les triangles ABO et EFB sont donc semblables. D'où le rapport des partis EF/AO = ½, ainsi que le rapport des autres partis.

On trouve EF = ½ AO. Le dessin montre que AO = AD + DO. DO = BC comme côtés de triangles égaux, ce qui signifie AO = AD + BC. D'où EF = ½ AO = ½ (AD + BC). Ceux. la longueur de la ligne médiane d'un trapèze est égale à la moitié de la somme des bases.

La ligne médiane d'un trapèze est-elle toujours égale à la moitié de la somme des bases ?

Supposons qu'il existe un cas particulier où EF ≠ ½ (AD + BC). Alors BC ≠ DO, donc ∆BCF ≠ ∆DCF. Mais cela est impossible, puisqu’ils ont entre eux deux angles et côtés égaux. Le théorème est donc vrai dans toutes les conditions.

Problème de ligne médiane

Supposons que dans notre trapèze ABCD AD // BC, ∟A = 90°, ∟C = 135°, AB = 2 cm, la diagonale AC soit perpendiculaire au côté. Trouvez la ligne médiane du trapèze EF.

Si ∟A = 90°, alors ∟B = 90°, ce qui signifie que ∆ABC est rectangulaire.

∟BCA = ∟BCD - ∟ACD. ∟ACD = 90° par convention donc ∟BCA = ∟BCD - ∟ACD = 135° - 90° = 45°.

Si dans un triangle rectangle ∆ABC un angle est égal à 45°, alors les branches du triangle sont égales : AB = BC = 2 cm.

Hypoténuse AC = √(AB² + BC²) = √8 cm.

Considérons ∆ACD. ∟ACD = 90° selon la condition. ∟CAD = ∟BCA = 45° comme les angles formés par la transversale des bases parallèles du trapèze. Par conséquent, les jambes AC = CD = √8.

Hypoténuse AD = √(AC² + CD²) = √(8 + 8) = √16 = 4 cm.

Ligne médiane du trapèze EF = ½(AD + BC) = ½(2 + 4) = 3 cm.

Le concept de la ligne médiane du trapèze

Tout d'abord, rappelons quel type de figure s'appelle un trapèze.

Définition 1

Un trapèze est un quadrilatère dont deux côtés sont parallèles et les deux autres ne sont pas parallèles.

Dans ce cas, les côtés parallèles sont appelés bases du trapèze, et les côtés non parallèles sont appelés côtés latéraux du trapèze.

Définition 2

La ligne médiane d'un trapèze est un segment reliant les milieux des côtés latéraux du trapèze.

Théorème de la ligne médiane du trapèze

Nous introduisons maintenant le théorème sur la ligne médiane d'un trapèze et le prouvons en utilisant la méthode vectorielle.

Théorème 1

La ligne médiane du trapèze est parallèle aux bases et égale à leur demi-somme.

Preuve.

Soit un trapèze $ABCD$ de bases $AD\ et\ BC$. Et soit $MN$ la ligne médiane de ce trapèze (Fig. 1).

Figure 1. Ligne médiane du trapèze

Montrons que $MN||AD\ et\ MN=\frac(AD+BC)(2)$.

Considérons le vecteur $\overrightarrow(MN)$. Nous utilisons ensuite la règle des polygones pour ajouter des vecteurs. D'une part, nous obtenons cela

De l'autre côté

Additionnons les deux dernières égalités et obtenons

Puisque $M$ et $N$ sont les milieux des côtés latéraux du trapèze, nous aurons

On obtient :

Ainsi

De la même égalité (puisque $\overrightarrow(BC)$ et $\overrightarrow(AD)$ sont codirectionnels et, donc colinéaires), nous obtenons que $MN||AD$.

Le théorème a été prouvé.

Exemples de problèmes sur le concept de ligne médiane d'un trapèze

Exemple 1

Les côtés latéraux du trapèze mesurent respectivement 15\ cm$ et 17\ cm$. Le périmètre du trapèze est de $52\cm$. Trouvez la longueur de la ligne médiane du trapèze.

Solution.

Notons la ligne médiane du trapèze par $n$.

La somme des côtés est égale à

Donc, puisque le périmètre est $52\ cm$, la somme des bases est égale à

Donc, d'après le théorème 1, on obtient

Répondre: 10 $\cm$.

Exemple 2

Les extrémités du diamètre du cercle sont respectivement à 9$ cm et à 5$ cm de sa tangente. Trouvez le diamètre de ce cercle.

Solution.

Donnons-nous un cercle de centre au point $O$ et de diamètre $AB$. Traçons une tangente $l$ et construisons les distances $AD=9\ cm$ et $BC=5\ cm$. Traçons le rayon $OH$ (Fig. 2).

Graphique 2.

Puisque $AD$ et $BC$ sont les distances à la tangente, alors $AD\bot l$ et $BC\bot l$ et puisque $OH$ est le rayon, alors $OH\bot l$, donc $OH |\left|AD\right||BC$. De tout cela, nous obtenons que $ABCD$ est un trapèze et $OH$ est sa ligne médiane. D'après le théorème 1, on obtient

Un quadrilatère dont seulement deux côtés sont parallèles s’appelle trapèze.

Les côtés parallèles d'un trapèze sont appelés ses raisons, et les côtés qui ne sont pas parallèles sont appelés côtés. Si les côtés sont égaux, alors un tel trapèze est isocèle. La distance entre les bases s'appelle la hauteur du trapèze.

Trapèze de la ligne médiane

La ligne médiane est un segment reliant les milieux des côtés du trapèze. La ligne médiane du trapèze est parallèle à ses bases.

Théorème:

Si la ligne droite traversant le milieu d’un côté est parallèle aux bases du trapèze, alors elle coupe le deuxième côté du trapèze.

Théorème:

La longueur de la ligne médiane est égale à la moyenne arithmétique des longueurs de ses bases

Minnesota || AB || CC
AM = MD ; BN = NC

Ligne médiane MN, AB et CD - bases, AD et BC - côtés latéraux

MN = (AB + DC)/2

Théorème:

La longueur de la ligne médiane d'un trapèze est égale à la moyenne arithmétique des longueurs de ses bases.

Tâche principale: Montrer que la ligne médiane d'un trapèze coupe en deux un segment dont les extrémités se situent au milieu des bases du trapèze.

Ligne médiane du Triangle

Le segment reliant les milieux de deux côtés d’un triangle est appelé la ligne médiane du triangle. Il est parallèle au troisième côté et sa longueur est égale à la moitié de la longueur du troisième côté.
Théorème: Si une ligne coupant le milieu d'un côté d'un triangle est parallèle à l'autre côté du triangle, alors elle coupe le troisième côté en deux.

AM = MC et BN = NC =>

Application des propriétés de la ligne médiane d'un triangle et d'un trapèze

Diviser un segment en un certain nombre de parties égales.
Tâche : Divisez le segment AB en 5 parties égales.
Solution:
Soit p un rayon aléatoire dont l'origine est le point A et qui ne se trouve pas sur la droite AB. Nous réservons séquentiellement 5 segments égaux sur p AA 1 = A 1 A 2 = A 2 A 3 = A 3 A 4 = A 4 A 5
Nous connectons A 5 à B et traçons de telles lignes passant par A 4, A 3, A 2 et A 1 qui sont parallèles à A 5 B. Elles coupent AB respectivement aux points B 4, B 3, B 2 et B 1. Ces points divisent le segment AB en 5 parties égales. En effet, à partir du trapèze BB 3 A 3 A 5 on voit que BB 4 = B 4 B 3. De la même manière, à partir du trapèze B 4 B 2 A 2 A 4 on obtient B 4 B 3 = B 3 B 2

Alors qu'à partir du trapèze B 3 B 1 A 1 A 3, B 3 B 2 = B 2 B 1.
Alors de B 2 AA 2 il s'ensuit que B 2 B 1 = B 1 A. En conclusion on obtient :
AB 1 = B 1 B 2 = B 2 B 3 = B 3 B 4 = B 4 B
Il est clair que pour diviser le segment AB en un autre nombre de parties égales, il faut projeter le même nombre de segments égaux sur le rayon p. Et puis continuez de la manière décrite ci-dessus.

Le maintien de votre vie privée est important pour nous. Pour cette raison, nous avons développé une politique de confidentialité qui décrit la manière dont nous utilisons et stockons vos informations. Veuillez consulter nos pratiques de confidentialité et faites-nous savoir si vous avez des questions.

Collecte et utilisation des informations personnelles

Les informations personnelles font référence aux données qui peuvent être utilisées pour identifier ou contacter une personne spécifique.

Il peut vous être demandé de fournir vos informations personnelles à tout moment lorsque vous nous contactez.

Vous trouverez ci-dessous quelques exemples des types d'informations personnelles que nous pouvons collecter et de la manière dont nous pouvons utiliser ces informations.

Quelles informations personnelles collectons-nous :

Lorsque vous soumettez une candidature sur le site, nous pouvons collecter diverses informations, notamment votre nom, votre numéro de téléphone, votre adresse e-mail, etc.

Comment nous utilisons vos informations personnelles :

Les informations personnelles que nous collectons nous permettent de vous contacter avec des offres uniques, des promotions et d'autres événements et événements à venir.
De temps en temps, nous pouvons utiliser vos informations personnelles pour envoyer des notifications et des communications importantes.
Nous pouvons également utiliser les informations personnelles à des fins internes, telles que la réalisation d'audits, d'analyses de données et diverses recherches afin d'améliorer les services que nous fournissons et de vous fournir des recommandations concernant nos services.
Si vous participez à un tirage au sort, un concours ou une promotion similaire, nous pouvons utiliser les informations que vous fournissez pour administrer ces programmes.

Divulgation d'informations à des tiers

Nous ne divulguons pas les informations reçues de votre part à des tiers.

Exceptions :

Si nécessaire - conformément à la loi, à la procédure judiciaire, dans le cadre d'une procédure judiciaire et/ou sur la base de demandes publiques ou de demandes des autorités gouvernementales du territoire de la Fédération de Russie - divulguer vos informations personnelles. Nous pouvons également divulguer des informations vous concernant si nous déterminons qu'une telle divulgation est nécessaire ou appropriée à des fins de sécurité, d'application de la loi ou à d'autres fins d'importance publique.
En cas de réorganisation, de fusion ou de vente, nous pouvons transférer les informations personnelles que nous collectons au tiers successeur concerné.

Protection des informations personnelles

Nous prenons des précautions - notamment administratives, techniques et physiques - pour protéger vos informations personnelles contre la perte, le vol et l'utilisation abusive, ainsi que contre l'accès, la divulgation, l'altération et la destruction non autorisés.

Respecter votre vie privée au niveau de l'entreprise

Pour garantir la sécurité de vos informations personnelles, nous communiquons les normes de confidentialité et de sécurité à nos employés et appliquons strictement les pratiques de confidentialité.

Un trapèze est un cas particulier de quadrilatère dans lequel une paire de côtés est parallèle. Le terme « trapèze » vient du mot grec τράπεζα, signifiant « table », « table ». Dans cet article, nous examinerons les types de trapèze et leurs propriétés. De plus, nous découvrirons comment calculer des éléments individuels de ceci. Par exemple, la diagonale d'un trapèze isocèle, la ligne médiane, la surface, etc. Le matériau est présenté dans le style de la géométrie populaire élémentaire, c'est-à-dire sous une forme facilement accessible .

informations générales

Voyons d’abord ce qu’est un quadrilatère. Cette figure est un cas particulier d'un polygone contenant quatre côtés et quatre sommets. Deux sommets d'un quadrilatère qui ne sont pas adjacents sont dits opposés. La même chose peut être dite pour deux côtés non adjacents. Les principaux types de quadrilatères sont le parallélogramme, le rectangle, le losange, le carré, le trapèze et le deltoïde.

Revenons donc aux trapèzes. Comme nous l'avons déjà dit, cette figure a deux faces parallèles. On les appelle des bases. Les deux autres (non parallèles) sont les côtés latéraux. Dans les supports d'examens et de tests divers, on retrouve souvent des problèmes liés aux trapèzes, dont la solution nécessite souvent que l'étudiant ait des connaissances non prévues au programme. Le cours de géométrie scolaire initie les étudiants aux propriétés des angles et des diagonales, ainsi qu'à la ligne médiane d'un trapèze isocèle. Mais en plus de cela, la figure géométrique mentionnée présente d’autres caractéristiques. Mais nous en parlerons un peu plus tard...

Types de trapèze

Il existe de nombreux types de cette figure. Cependant, le plus souvent, il est d'usage d'en considérer deux - isocèle et rectangulaire.

1. Un trapèze rectangulaire est une figure dont l'un des côtés est perpendiculaire aux bases. Ses deux angles sont toujours égaux à quatre-vingt-dix degrés.

2. Un trapèze isocèle est une figure géométrique dont les côtés sont égaux les uns aux autres. Cela signifie que les angles aux bases sont également égaux deux à deux.

Les grands principes de la méthodologie d'étude des propriétés d'un trapèze

Le principe principal comprend l’utilisation de ce que l’on appelle l’approche par tâches. En fait, il n’est pas nécessaire d’introduire de nouvelles propriétés de cette figure dans le cours théorique de géométrie. Ils peuvent être découverts et formulés lors de la résolution de divers problèmes (de préférence systémiques). Dans le même temps, il est très important que l’enseignant sache quelles tâches doivent être confiées aux élèves à un moment ou à un autre du processus éducatif. De plus, chaque propriété d’un trapèze peut être représentée comme une tâche clé dans le système de tâches.

Le deuxième principe est l’organisation dite en spirale de l’étude des propriétés « remarquables » du trapèze. Cela implique un retour dans le processus d'apprentissage aux caractéristiques individuelles d'une figure géométrique donnée. Cela permet aux élèves de s'en souvenir plus facilement. Par exemple, la propriété de quatre points. Cela peut être prouvé à la fois en étudiant la similarité et en utilisant ultérieurement des vecteurs. Et l'équivalence des triangles adjacents aux côtés latéraux d'une figure peut être prouvée en appliquant non seulement les propriétés des triangles d'égales hauteurs dessinés aux côtés qui se trouvent sur la même ligne droite, mais également en utilisant la formule S = 1/2( ab*sinα). De plus, vous pouvez travailler sur un trapèze inscrit ou un triangle rectangle sur un trapèze inscrit, etc.

L'utilisation de caractéristiques « extrascolaires » d'une figure géométrique dans le contenu d'un cours scolaire est une technologie basée sur des tâches pour les enseigner. Se référer constamment aux propriétés étudiées tout en abordant d'autres sujets permet aux étudiants d'acquérir une connaissance plus approfondie du trapèze et garantit le succès de la résolution des problèmes assignés. Alors commençons à étudier ce merveilleux chiffre.

Éléments et propriétés d'un trapèze isocèle

Comme nous l'avons déjà noté, cette figure géométrique a des côtés égaux. Il est également connu sous le nom de trapèze correct. Pourquoi est-il si remarquable et pourquoi a-t-il reçu un tel nom ? La particularité de cette figure est que non seulement les côtés et les angles aux bases sont égaux, mais aussi les diagonales. De plus, la somme des angles d’un trapèze isocèle est de 360 degrés. Mais ce n'est pas tout ! De tous les trapèzes connus, seul un trapèze isocèle peut être décrit comme un cercle. Cela est dû au fait que la somme des angles opposés de cette figure est égale à 180 degrés, et ce n'est que dans cette condition que l'on peut décrire un cercle autour du quadrilatère. La propriété suivante de la figure géométrique considérée est que la distance entre le sommet de la base et la projection du sommet opposé sur la droite qui contient cette base sera égale à la ligne médiane.

Voyons maintenant comment trouver les angles d'un trapèze isocèle. Considérons une solution à ce problème, à condition que les dimensions des côtés de la figure soient connues.

Solution

En règle générale, un quadrilatère est généralement désigné par les lettres A, B, C, D, où BS et AD sont les bases. Dans un trapèze isocèle, les côtés sont égaux. Nous supposerons que leur taille est égale à X et que les tailles des bases sont égales à Y et Z (respectivement plus petites et plus grandes). Pour effectuer le calcul, il faut tracer la hauteur H de l'angle B. Le résultat est un triangle rectangle ABN, où AB est l'hypoténuse, et BN et AN sont les jambes. On calcule la taille de la jambe AN : on soustrait la plus petite de la plus grande base, et on divise le résultat par 2. On l'écrit sous la forme d'une formule : (Z-Y)/2 = F. Maintenant, pour calculer l'aigu angle du triangle, on utilise la fonction cos. On obtient l’entrée suivante : cos(β) = X/F. Maintenant on calcule l'angle : β=arcos (X/F). De plus, connaissant un angle, nous pouvons déterminer le second, pour cela nous effectuons une opération arithmétique élémentaire : 180 - β. Tous les angles sont définis.

Il existe une deuxième solution à ce problème. Tout d'abord, nous l'abaissons du coin jusqu'à la hauteur H. Nous calculons la valeur de la jambe BN. On sait que le carré de l'hypoténuse d'un triangle rectangle est égal à la somme des carrés des jambes. On obtient : BN = √(X2-F2). Nous utilisons ensuite la fonction trigonométrique tg. On a donc : β = arctan (BN/F). Un angle aigu a été trouvé. Ensuite, nous le définissons de la même manière que la première méthode.

Propriété des diagonales d'un trapèze isocèle

Tout d’abord, écrivons quatre règles. Si les diagonales d’un trapèze isocèle sont perpendiculaires, alors :

La hauteur de la figure sera égale à la somme des bases divisée par deux ;

Sa hauteur et sa ligne médiane sont égales ;

Le centre du cercle est le point où ;

Si le côté latéral est divisé par le point de tangence en segments H et M, alors il est égal à la racine carrée du produit de ces segments ;

Le quadrilatère formé par les points de tangence, le sommet du trapèze et le centre du cercle inscrit est un carré dont le côté est égal au rayon ;

L'aire d'une figure est égale au produit des bases et au produit de la moitié de la somme des bases et de sa hauteur.

Trapèzes similaires

Ce sujet est très pratique pour étudier les propriétés de ceci. Par exemple, les diagonales divisent un trapèze en quatre triangles, et celles adjacentes aux bases sont similaires, et celles adjacentes aux côtés sont de taille égale. Cette affirmation peut être appelée une propriété des triangles en lesquels le trapèze est divisé par ses diagonales. La première partie de cette affirmation est prouvée par le signe de similitude sous deux angles. Pour prouver la deuxième partie, il est préférable d’utiliser la méthode donnée ci-dessous.

Preuve du théorème

On admet que la figure ABSD (AD et BS sont les bases du trapèze) est divisée par les diagonales VD et AC. Le point de leur intersection est O. On obtient quatre triangles : AOS - à la base inférieure, BOS - à la base supérieure, ABO et SOD sur les côtés. Les triangles SOD et BOS ont une hauteur commune si les segments BO et OD sont leurs bases. On constate que la différence entre leurs aires (P) est égale à la différence entre ces segments : PBOS/PSOD = BO/OD = K. Donc PSOD = PBOS/K. De même, les triangles BOS et AOB ont une hauteur commune. Nous prenons comme bases les segments CO et OA. On obtient PBOS/PAOB = CO/OA = K et PAOB = PBOS/K. Il en résulte que PSOD = PAOB.

Pour consolider le matériel, il est recommandé aux élèves de trouver le lien entre les aires des triangles résultants dans lesquels le trapèze est divisé par ses diagonales en résolvant le problème suivant. On sait que les triangles BOS et AOD ont des aires égales ; il faut trouver l'aire du trapèze. Puisque PSOD = PAOB, cela signifie PABSD = PBOS+PAOD+2*PSOD. De la similitude des triangles BOS et AOD il résulte que BO/OD = √(PBOS/PAOD). Par conséquent, PBOS/PSOD = BO/OD = √(PBOS/PAOD). On obtient PSOD = √(PBOS*PAOD). Alors PABSD = PBOS+PAOD+2*√(PBOS*PAOD) = (√PBOS+√PAOD)2.

Propriétés de similarité

En continuant à développer ce sujet, nous pouvons prouver d’autres caractéristiques intéressantes des trapèzes. Ainsi, en utilisant la similarité, on peut prouver la propriété d'un segment qui passe par le point formé par l'intersection des diagonales de cette figure géométrique, parallèle aux bases. Pour ce faire, résolvons le problème suivant : il faut trouver la longueur du segment RK qui passe par le point O. De la similitude des triangles AOD et BOS il résulte que AO/OS = AD/BS. De la similitude des triangles AOP et ASB il résulte que AO/AC=RO/BS=AD/(BS+AD). De là, nous obtenons que RO=BS*BP/(BS+BP). De même, de la similitude des triangles DOC et DBS, il résulte que OK = BS*AD/(BS+AD). De là, nous obtenons que RO=OK et RK=2*BS*AD/(BS+AD). Un segment passant par le point d'intersection des diagonales, parallèle aux bases et reliant deux côtés latéraux, est divisé en deux par le point d'intersection. Sa longueur est la moyenne harmonique des bases de la figure.

Considérons la propriété suivante d’un trapèze, appelée propriété des quatre points. Les points d'intersection des diagonales (O), l'intersection du prolongement des côtés (E), ainsi que les milieux des bases (T et F) se trouvent toujours sur la même ligne. Cela peut être facilement prouvé par la méthode de similarité. Les triangles résultants BES et AED sont similaires, et dans chacun d'eux les médianes ET et EJ divisent l'angle au sommet E en parties égales. Les points E, T et F se trouvent donc sur la même droite. De la même manière, les points T, O et Zh sont situés sur la même droite. Tout cela découle de la similitude des triangles BOS et AOD. De là, nous concluons que les quatre points – E, T, O et F – se situeront sur la même ligne droite.

À l’aide de trapèzes similaires, vous pouvez demander aux élèves de trouver la longueur du segment (LF) qui divise la figure en deux semblables. Ce segment doit être parallèle aux bases. Puisque les trapèzes résultants ALFD et LBSF sont similaires, alors BS/LF = LF/AD. Il s’ensuit que LF=√(BS*AD). On constate que le segment divisant le trapèze en deux semblables a une longueur égale à la moyenne géométrique des longueurs des bases de la figure.

Considérons la propriété de similarité suivante. Il repose sur un segment qui divise le trapèze en deux figures égales. Nous supposons que le trapèze ABSD est divisé par le segment EH en deux segments similaires. Du sommet B, une hauteur est omise, qui est divisée par le segment EN en deux parties - B1 et B2. On obtient : PABSD/2 = (BS+EN)*B1/2 = (AD+EN)*B2/2 et PABSD = (BS+AD)*(B1+B2)/2. Ensuite, nous composons un système dont la première équation est (BS+EN)*B1 = (AD+EN)*B2 et la seconde (BS+EN)*B1 = (BS+AD)*(B1+B2)/2. Il s’ensuit que B2/B1 = (BS+EN)/(AD+EN) et BS+EN = ((BS+AD)/2)*(1+B2/B1). On constate que la longueur du segment divisant le trapèze en deux égaux est égale à la moyenne quadratique des longueurs des bases : √((BS2+AD2)/2).

Résultats de similarité

Ainsi, nous avons prouvé que :

1. Le segment reliant les milieux des côtés latéraux d'un trapèze est parallèle à AD et BS et est égal à la moyenne arithmétique de BS et AD (la longueur de la base du trapèze).

2. La droite passant par le point O de l'intersection des diagonales parallèles à AD et BS sera égale à la moyenne harmonique des nombres AD et BS (2*BS*AD/(BS+AD)).

3. Le segment divisant le trapèze en trapèzes similaires a la longueur de la moyenne géométrique des bases BS et AD.

4. Un élément divisant une figure en deux chiffres égaux a la longueur de la moyenne quadratique des nombres AD et BS.

Pour consolider le matériel et comprendre le lien entre les segments considérés, l'étudiant doit les construire pour un trapèze spécifique. Il peut facilement afficher la ligne médiane et le segment qui passe par le point O - l'intersection des diagonales de la figure - parallèlement aux bases. Mais où seront situés les troisième et quatrième ? Cette réponse amènera l'étudiant à la découverte de la relation recherchée entre les valeurs moyennes.

Un segment reliant les milieux des diagonales d'un trapèze

Considérons la propriété suivante de cette figure. On suppose que le segment MH est parallèle aux bases et coupe les diagonales en leur milieu. Appelons les points d'intersection Ш et Ш. Ce segment sera égal à la moitié de la différence des bases. Regardons cela plus en détail. MS est la ligne médiane du triangle ABS, elle est égale à BS/2. MSH est la ligne médiane du triangle ABD, elle est égale à AD/2. Ensuite, nous obtenons que ShShch = MSh-MSh, donc ShShch = AD/2-BS/2 = (AD+VS)/2.

Centre de gravité

Voyons comment cet élément est déterminé pour une figure géométrique donnée. Pour ce faire, il est nécessaire d'étendre les bases dans des directions opposées. Qu'est-ce que ça veut dire? Vous devez ajouter la base inférieure à la base supérieure - dans n'importe quelle direction, par exemple vers la droite. Et nous prolongeons celui du bas de la longueur de celui du haut vers la gauche. Ensuite, nous les connectons en diagonale. Le point d'intersection de ce segment avec la ligne médiane de la figure est le centre de gravité du trapèze.

Trapèzes inscrits et circonscrits

Listons les caractéristiques de ces figures :

1. Un trapèze ne peut s'inscrire dans un cercle que s'il est isocèle.

2. Un trapèze peut être décrit autour d'un cercle, à condition que la somme des longueurs de leurs bases soit égale à la somme des longueurs des côtés.

Corollaires du cercle inscrit :

1. La hauteur du trapèze décrit est toujours égale à deux rayons.

2. Le côté du trapèze décrit est observé depuis le centre du cercle à angle droit.

Le premier corollaire est évident, mais pour prouver le second, il faut établir que l'angle SOD est droit, ce qui, en fait, n'est pas non plus difficile. Mais la connaissance de cette propriété vous permettra d'utiliser un triangle rectangle pour résoudre des problèmes.

Précisons maintenant ces conséquences pour un trapèze isocèle inscrit dans un cercle. On trouve que la hauteur est la moyenne géométrique des bases de la figure : H=2R=√(BS*AD). Tout en pratiquant la technique de base pour résoudre des problèmes liés aux trapèzes (le principe du dessin à deux hauteurs), l'élève doit résoudre la tâche suivante. Nous supposons que BT est la hauteur de la figure isocèle ABSD. Il faut trouver les segments AT et TD. En utilisant la formule décrite ci-dessus, cela ne sera pas difficile à faire.

Voyons maintenant comment déterminer le rayon d'un cercle en utilisant l'aire du trapèze circonscrit. Nous abaissons la hauteur du sommet B à la base AD. Puisque le cercle est inscrit dans un trapèze, alors BS+AD = 2AB ou AB = (BS+AD)/2. A partir du triangle ABN on trouve sinα = BN/AB = 2*BN/(BS+AD). PABSD = (BS+BP)*BN/2, BN=2R. On obtient PABSD = (BS+BP)*R, il s'ensuit que R = PABSD/(BS+BP).