Построение правильных многоугольников. Решение задач

Разделы: Математика


Цели урока: закрепить знание формул стороны и площади правильного многоугольника, совершенствовать навык построения правильных многоугольников, научить строить правильный десятиугольник и правильный пятиугольник.

Ход урока

1. Проверка домашнего задания: пункт 108, №№ 1081, 1093, 1094(а,б).

Учебник Геометрия 7 - 9, Л.С. Атанасян.2003г.

Задача № 1081.

Решение:

а) = 180 = 60

б) = 180 = 3 · 36

в) = 180 = 120

г) = 180 = 144

д) = · 180 = 160

Задача № 1093.

Дано: АВС - правильный

Окр.(О;R) - описана около АВС

Окр.(О;r) - вписанна в АВС

Доказать: R = 2r

Доказательство:

1. АО - биссектриса А OАD = 30

2. AOD - прямоугольный, т.к. OD = r проведён в точку касания (теорема о касательной к окружности).

3. В прямоугольном AOD катет r лежащий против угла в 30 равен половине гипотенузы R, т.е. R = 2r - ч.т.д.

Задача № 1094(а,б) (данное задание на закрепление знания формул:

S = Рr, an= 2R, r = R )

а) Решение:

a4= 2R = 2 * 3 * = 2 * 3* = 6 см,

Р = 24 см,

r = 3 * = 3 * = 3 см,

S = Рr = · 24 · 3 = 36 см2

Ответ: 36 см2.

б) Решение: a3= = 8 см

Выразим r через  an: r = (an * ctg)/2

r = 4* ctg = см

S = (1/2)Рr = 16 см2 Ответ: 16 см2.

2. Актуализация знаний учащихся (устный опрос):

1. Какой многоугольник называется правильным?

2. Какая окружность называется вписанной в многоугольник?

3. По какой формуле можно найти сторону правильного n-угольника? (записать на доске)

4. Какая точка называется центром правильного многоугольника?

5. Можно ли найти площадь правильного шестиугольника, зная только радиус вписанной в него окружности? Как это сделать? (показать на доске)

3. Изучение нового материала.

Строить правильные треугольники и четырёхугольники с помощью циркуля и линейки мы уже умеем. Рассмотрим способ построения правильного шестиугольника.

Задача № 1 из п.109 (работа с учебником).

Построить правильный шестиугольник, сторона которого равна данному отрезку.

Построение:

1. Строим окружность радиусом R равным данному отрезку.

2. На окружности произвольно выбираем точку A1.

3. Не меняя раствора циркуля, на окружности откладываем точку A2, так чтобы A1A2= R.

4. Аналогично от точки A2откладываем точку A3 и т. д. до точки A6.

5. Соединяя последовательно построенные точки отрезками, получаем искомый правильный шестиугольник .

Доказательство: (можно провести устно)

1. Стороны 6 - угольника равны (по построению). (*)

2. ОA1A2 = ОA2A3 = ОA3A4 = : = ОA6A1 - по третьему признаку равенства -ов.

Все они равносторонние. A1A2A3 = : =A6A1A2 = 120° (**)

3. Из (*) и (**) A1A2A3A4A5A6 - правильный 6 - угольник - ч.т.д.

11Задача № 1279. На рисунке 370 изображён правильный десятиугольник, вписанный в окружность радиуса R, АС - биссектриса угла ОАВ. Докажите, что:

а) AВС ~ ОАВ

б) АВ = АС = ОС = R

(т.к. данная задача является задачей повышенной трудности, то перед решением её у доски необходимо дать учащимся две - три минуты на обдумывание, если не будет идей, то задавать наводящие вопросы.)

Доказательство:

а)

1. Рассмотрим равнобедренный ОАВ:

АО и ВО - биссектрисы углов правильного десятиугольника ( = 144)

Следовательно: = = 72, а значит = 36.

2. = 72, а т.к. АС - биссектриса этого угла, то = 36, т.е. = (*)

3. - общий для AВС и ОАВ. (**)

4. Из (*) и (**) следует (по первому признаку подобия треугольников),

что AВС ~ ОАВ - ч.т.д.

б) 1. В AВС: = 36, = 72 = 72, значит АВ = АС.

2. В ОАС: = = 36 АС = ОС

3. Обозначим АВ через х, ОС также равно х. АО = R , BC = R - x .

Из подобия AВС и ОАВ следует: x2 + Rх - R2 = 0

(получили квадратное уравнение относительно х)

D = 5R2

x1 = - решений нет, т.к. длина отрезка не может быть отрицательной

x2 = = R - ч.т.д.

Исследование: зададимся вопросом - чему равен и .

1. В ОАВ проведём медиану ОК (она же высота и биссектриса).

АК = x/2= R·

R = R·

Итак: =

2. = 2* = 2* * = · = = =

=

11Задача № 1280. Докажите, что отрезок АК, изображённый на рисунке, равен стороне правильного десятиугольника, вписанного в окружность с центром О.

Дано: Окр(О;R);

А и В Окр(О;R);

АООВ;

С - середина ОВ;

Окр(С; r = СВ)АС = К

Доказать: АК = R (по предыдущей задачи)

Доказательство:

1. АО = R, OC = , AC = = ;

2. КС = , АК = АС - КС = - = R - ч.т.д.

Вывод: данный способ можно использовать для построения правильного десятиугольника.+

4. Закрепление изученного материала.

Задача № 1283: В данную окружность впишите правильный пятиугольник.

Мы рассмотрим иной способ построения, не тот который предлагают в ответе.

Построение:

1. Строим окружность произвольного радиуса R и проводим два взаимно перпендикулярных диаметра АВ и СD.

2. Делим пополам радиус АО точкой Е.

3. Из Е радиусом ЕС проводим дугу CF, пересекая ею диаметр АВ в точке F.

4. Из С радиусом CF проводим дугу FG, пересекая ею данную окружность в точке G; CG(равная CF) есть одна сторона искомой фигуры.

5. Проводим тем же радиусом дугу из точки G как из центра, получаем ещё одну вершину Н искомой фигуры и т. д.

6. CGHKL - правильный пятиугольник.

Доказательство:

1. Сторона правильного пятиугольника вписанного в Окр.(О;R) равна .

Докажем это.

11 ОМ - биссектриса, медиана и высота равнобедренного ОСG.

СМ = R   a5= 2СМ = 2 R

Учитывая, что = ,

окончательно получаем: a5= .

2. У нас по построению

1) ЕО = ; ЕС = ЕF =

2) OF = EF - EO = R

3) CG = CF = = = .

Итак, по построению CG = - ч.т.д.

5. Подведение итогов урока.

Домашнее задание: пункт 109, № 1282, №1284.