Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Моиз Э.Э. Геометрия

.pdf
Скачиваний:
50
Добавлен:
27.10.2023
Размер:
26.71 Mб
Скачать

Таблица тригонометрических отношений

г°

sin г®

cos г°

Ч г°

0,017

1,000

0,017

0,035

0,999

0,035

0,052

0,999

0,052

0,070

0,998

0,070

0,087

0,996

0,087

0,105

0,995

0,105

7°'

0,122

0,993

0,123

0,139

0,990

0,141

0,156

0,988

0,158

10°

0,174

0,985

0,176

11°

0,191

0,982

0,194

12°

- 0,208

0,978

0,213

13°

0,225

0,974

0,231

14°

0,242

0,970

0,249

15°

0,259

0,966

0,268 .

16°

0,276

0,961

0,287

17°

0,292

0,956

0,306

18°

0,309

0,951

0,325

19°

0,326

0,946

0,344

20°

0,342

0,940

0,364

21°

0,358

0,934

0,384

22°

0,375

0,927

0,404

23°

0,391

0,921

0,424

24°

0,407

0,914

0,445

25°

0,423

0,906

0,466

26°

0,438

0,899

0,488

27°

0,454

0,891

0,510

28°

0,469

0,883

0,532

29°

0,485

0,875

0,554

30°

0,5

0,866

0,577

31е

0,515

0,857

0,601

32°

0,530 •

0,848

0,625

33°

0,545

0,839

0,649

34°

0,559

0,829

0,675

35°

0,474

0,819

0,700

36°

0,588

0,809

0,727

37°

0,602

0,799

0,754

38°

0,616

0,788

0,781

39°

0,629

0,777

0,810

40°

0,643

0,766

0,839

41°

0,656

0,755

0,869

42°

0,669

0,743

0,900

43°

0,682

0,731

0,933

44°

0,695

0,719

0,966

45®

0,707

0,707

1,000

г°

sin г°

cos г°

tg r°

46°

0,719

0,695

1,035

47°

0,731

0,682

1,072

48°

0,743

0,669

1,111

49°

0,755

0,656

1,150

50°

0,766

0,643

1,192

51°

0,777

0,629

1,235

52°

. 0,788

0,616

1,280

53°

0,799

0,602

1,327

54°

0,809

0,588

1,376

55°

0,819

0,574

1,428

56°

0,829

0,559

1,483

57°

0,839

0,545

1,540

58°

0,848

0,530

1,600

59°

0,866

0,515

1,664

60°

0,866

0,500

1,732

61°

0,875

0,485

1,804

62°

0,883

0,469

1,881.

63°

0,891

0,454

1,863

64°

0,899

0,438

2,050

.65°

0,906

0,423

2,145

66®

0,914

0,407

2,246

67°

0,921

0,391

2,356

68°

0,927

0,375

2,475

69°

0,934

0,358

2,605

70°

0,940

0,342

2,747

71°

0,946

0,326

2,904

72°

0,951

0,309

3,078

73°

0,956

0,292

3,271

74°

0,961

0,276

3,487

75°

0,966

0,259

3,732

76°

0,970

0,242

4,011

77°

0,974

0,225

4,331

78°

0,978

0,208

4,705

79°

0,982

0,191

5,145

80°

0,985

0,174

5,671

81°

0,988

0,156

6,314

82°

0,990

0,139

7,115

83°

0,993

0,122

8,144

84°

0,995

0,105

9,514

85°

0,996

0,087

11,430

86°

0,998

0,070

14,301

87°

0,999

0,052

19,081

88°

0,999

0,035

28,636

89°

1,000

0,017

57,290

388

Теорема 12.11

Для любого Д А

имеет место формула tg Д А = , ~~

В обозначениях

с градусной

COS Д* Аі

мерой теорема утверждает, что

для любого г

 

sin г°

 

tg-г° =

 

 

cos г° '

Наконец, рассматривая наш прямоугольный треугольник с дру­

гой точки зрения, мы замечаем, что

 

sin Д В = -

= cos Д А

в

и

 

 

cos Д В =

= sin Z А.

 

Так как острые углы прямоуголь­ ного треугольника дополнительны, то

s = т Д В = 90 — г.

Теорема 12.12

Если Д А и Д В дополнительные углы, то sin Д В — cos Д А

cos Z ß = sin Z Л-

В градусной мере эти соотношения принимают вид

sin (90 —r)° = cos r°, cos (90 — r)° = sin r°.

Слово косинус объясняется этими соотношениями: оно является сокращением латинских слов complementі sinus, означающих синус дополнения-. Фактически косинус угла есть синус дополнения, этого

угла.

 

 

Задачи к

§ 9

 

 

С помощью

основных формул, установленных в теоремах 12.10, 12.11 и

12.12, докажите

следующие тождества:

1.

tg г°

sin Г

COS S"

 

tg Sc

sm s

cos r

2.

tg/-° +

t g s'

sin cos s°-f-cos sin

cos r cos s°

 

 

 

389

3.

tgr®

 

sin r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V T = smJ r

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

1 — (cos — sin r ) 2 — 2 sin cos r°.

 

 

 

5. К от ангенс

угла есть

единица,

деленная

на тангенс этого угла, т. е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ctg

L

А

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А '

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tg L

 

 

a)

Докажите,

что

tg (90 — r ) ° = c t g r ° .

 

 

 

 

b) Докажите,

что

ctg (90 — f f

tg r°.

 

 

 

 

1 — sin

 

cos

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos

 

 

1 +

sin r° '

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 sin r° cos r°

2 tg r°

 

 

 

 

 

 

 

cos2 r° — sin2 r°

1 — tg2r°

 

 

 

 

 

 

 

 

sin r°

 

 

1 +

cos

 

 

 

 

 

 

 

 

1

— cos

 

sin

 

 

 

 

 

 

 

9.

С еканс

угла

есть единица, деленная

на

косинус

этого угла, іг, е.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sec Z А ■

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L А '

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'co s

 

 

Докажите,

что tg К =

sin г° sec г°.

 

 

 

10.

1 +

tg2 г° — sec2 г°

(см. задачу

9).

 

 

 

11.

sec г° — cos r° tg sin г°

(см. задачу

9).

 

 

jo *

 

 

1 _ to2 г°

— 1 __9 sin2 г °

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

и

- l + t g * r °

 

 

Z S n r '

 

 

 

 

 

13*

 

1 — tg tg s°

cos cos s° — sin sin s®

 

 

 

tg +

tg s°

 

sin cos s° -f- cos sin s °'

 

 

 

 

 

 

14*.

see r0

2 c o sr°

,

 

,

0

 

 

 

ZTZ~~K -

 

 

' = tg r° -

ctg r°.

 

 

 

 

 

sm r

 

sm r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Конкурсные задачи

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a)

Покажите,

что

 

(cos2 r° — sin2 r0)2

 

1 — tg2 r°

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b)

Покажите,

что

 

cos4 r° — sin4 r°

 

l + t g 2 r°-

tgr®

 

*

c tg r0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

: l + t g r ° +

ctgr°.

 

 

 

 

 

 

1 — ctg

 

1 — tg

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вопросы и задачи для повторения

 

 

1. Дополните каждое утверждение:

 

 

 

 

a)

 

Если

5х =

8у,

то — =

?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, .

 

3

=

21

, то

7

 

?

 

 

 

 

 

 

B )

 

Если

т

28

т

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

28*

 

 

 

 

 

с)

 

Если

а-\-Ь

15

 

 

Ь

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т2- Т°

 

а =?

 

 

 

 

 

d)

 

Если

4 8 = 1 6 й ,

то ^r-

= ?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

 

 

 

 

 

 

390

2. Последовательности 2, а , 6, 5, Ь и 5, 10, с, d, 9 пропорциональны. Най­ дите а, Ь, с и d.

3. Найдите среднее геометрическое и среднее арифметическое каждой из сле­ дующих пар чисел:

а)

6 и

24:

Ь)

12

и 20;

с)

7 ,3

и 21, 3;

d)

4 ~

и 6 - | .

4о

4.Нарисуйте две фигуры, соответствующие стороны которых пропорциональны

икоторые тем не менее не являются подобными.

5.Нарисуйте две фигуры, соответствующие углы которых конгруэнтны и ко­ торые тем не менее не являются подобными.

6. В

А А В С имеем Н К || A B .

 

 

 

С

a)

Если

Л Я =

3,

В К = 5

и С /С = 1 2 ,

то

С Я =

?

B )

Если

АС = 14,

Л Я =

6 и С Я =

12,

то

ВС =

?

c)

Если

С Я =

9,

А Н — 4 и Я К =

3, то Л В =

?

d)

Если

Л Я =

4, CH — В К и ßC =

48, то С Я =

?

7.Стороны треугольника имеют длину 5, 8 и 11. Подобный треугольник имеет периметр 60. Ка­ кую длину имеют его стороны?

8.Отрезки АС и BD пересекаются в точке Е,

причем A B |j CD и A B = 3CD. Чему равны АЕ

и ЕС , если АС — 21?

9.Стороны треугольника имеют длину 7, 9 и 14. Чему равен периметр подобного треугольника, наибольшая сторона которого имеет длину 21?

10. В A PQR имеем AB\\QR и ВС [| Я Я .

a)

Если

РА = 4,A R =

6

и PQ = 25, то

BQ — 0

B )

Если

R C = 3,CQ =

5

и PQ — 24, то

ß ß =

?

c)

Если

РА = 2,ЛЯ = 8

и

RC = 3, то CQ =

?

d)

Если

Р В = 4,

ÖQ =

5,

P R = 15 и

Я < 3 = 1 8 ,

 

то РА — ? и CQ = ?

 

 

 

 

 

И. На этом

рисунке

A E FD — параллелограмм.

Перечислите все

подобия

между имеющимися

на

рисунке треугольниками

и покажите, что

 

 

 

A E - A D

 

 

 

 

 

 

B E ■CD ~

'

 

 

R

А

391

12. На

рисунке

Z MGN ^ /. ЯО Д,

GH = 8,

G K =

12,

G A 4=10

и Д Я = 3.

Докажите, что

А Я /CG ^

Z N.

13. На рисунке (второй сверху) помечены

длины отрезков. Докажите, что луч АС является биссектрисой L DAB.

14.Высота, проведенная из вершины прямого угла прямоугольного тре­ угольника, делит гипотенузу на от­ резки длины 15 и 5. Найдите длину этой высоты и катетов треугольника.

15.Дан рисунок с пометками (третий свер­ ху). Найдите v, w, х, у и г.

16.Каким свойством обладает A DEF,

если A AB C ~ A D E F и A D E F ~

АА С В ?

17.Теннисный мяч подан с высоты 2 м 10 см и пролетел над самой сеткой, высота которой 90 см. На каком рас­ стоянии от сетки мяч ударится об землю, если он был подан от черты, находящейся в 12 м от сетки, и летит по прямолинейному пути?

18. Даны

A PQR и A S T V ,

изображен­

 

ные на рисунке (второй снизу).

Чему

 

равно

отношение их

площадей?

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

19. А А ВС — равнобедренный прямоуголь­

 

ный треугольник с прямым L

А.

Е и

R

D — точки,

лежащие

 

по

противопо-

 

 

ложные стороны от прямой АС,

при­

 

чем

Е

лежит по ту

же

сторону от

 

АС,

что

и вершина

В,

и

такие,

что

 

A ACD

и

A BCD

являются

равно­

 

сторонними.

Определите

отношение

 

площадей A ACD и А ВС Е .

 

 

 

20. Сторона

равностороннего

треуголь­

 

ника конгруэнтна высоте другого рав­

 

ностороннего треугольника. Чему рав­

 

но отношение площадей этих треуголь­

 

ников?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 1 *. Дан

рисунок, где

отрезки AD,

HG

 

и ВС перпендикулярны отрезку AB. Докажите:

a)АН ■GB = H B ■DG;

b)АН - GC = H B - AG;

c)АН ■BC = H B ■AD.

392

2 2 *. Дано,

что

никакие

три

из точек

Р,

Q,

R и X не коллинеарны и что X

 

лежит вне

А PQR. Проведем отрезки

Х Р ,

XQ и X R . Пусть Л — произволь­

 

ная

точка

отрезка X R

и пусть

прямая,

проходящая

через А и параллель­

 

ная

PR ,

пересекает отрезок Х Р

в точке В, а прямая,

проходящая

через В

 

и параллельная

PQ,

пересекает

отрезок

XQ в

точке С. Проведем

отрезок

 

ÄC. Докажите,

что

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А А ВС ~

А RPQ.

 

 

 

 

 

 

 

 

23.

В

А АВС

с прямым

L В

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т L А — 54 и АС = 1 1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Найдите

AB

и ВС.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24.

Найдите с точностью до градуса

меру

острых

углов

треугольника 7-24-25.

25.

Реактивный

самолет

взлетел

с

аэродрома и поднимается

под

постоянным

 

углом в

8° до тех пор, пока не достигнет

высоты 7500 м.

На

каком рас­

 

стоянии

по земле от аэродрома

он находится (с

точностью

до

1 км)?

Конкурсная задача

Объясните, каким образом два треугольника могут иметь по 5 конгруэнт­ ных элементов (сторон и углов) и все же не быть конгруэнтными.

АНАЛИТИЧЕСКАЯ ГЕОМЕТРИЯ НА ПЛОСКОСТИ

нН! ІІІІ..КІІ іиіііпіі ми iilllt шіis

аю н н ш ю м ітііі HI

.......

ни1 Ш Д Н Н . К Ш Д І Уьж.

 

'V&r'-"'"’

 

ш і п І І

F" х

jinn шт

1*3--W . : : ^

ІІІНІ МІГ

9 І І І І І І Н І І І І І М І І І І І І І І І І І І І Я І І І І І н и

§ 1. ВВЕДЕНИЕ

Математика

в одном отношении совершенно не похожа на дру­

гие науки: она

является единственной наукой, в которой практи­

чески ничего не выбрасывается. Конечно,

математики —это люди,

и, будучи людьми, они делают ошибки.

Но ошибки отдельных

людей обычнодовольно быстро обнаруживаются. В результате, когда одно поколение делает в математике какое-либо открытие, следующее поколение может идти к дальнейшим открытиям, не за­ держиваясь для исправления того, что уже было сделано ранее.

Один из удивительных примеров этого доставляет нам тот факт, что в то время, как физические представления древних греков кажутся нам детскими и мало кому известными, развитая теми же древними греками геометрия сегодня представляется столь же пра­ вильной, как и две тысячи лет назад.

Первым большим шагом вперед в геометрии после греков яви­ лось создание нового метода, называемого аналитической (коорди­ натной) геометрией. Этот метод был открыт в семнадцатом веке Рене Декартом (1596—1650)J). Что же сделал Декарт? Как мы увидим, он исследовал связи между геометрией и алгеброй и пока­ зал, что каждая из них может пролить дополнительный свет на другую. Из этой главы, представляющей собой краткое введение в аналитическую геометрию, вы сможете увидеть, что представляет собой этот метод и как он работает.

§ 2. СИСТЕМА КООРДИНАТ НА ПЛОСКОСТИ

Из главы 2 мы уже знаем, как. вводится система координат на прямой. Если на прямой установлена система координат, то каждой точке прямой соответствует некоторое число, а каждому

числу соответствует

некоторая

точка.

 

 

 

 

 

 

Р

 

 

 

-*-------1------------ г------------ +----- '------1-----•=------1------- -

- 2

-/

О

X

1

I/5

2

Теперь подобную же конструкцию мы осуществим на плоско­ сти, где, однако, каждой точке будет соответствовать не одно число, а пара чисел. Соответствие между точками и парами чисел задается так. Выберем сначала на плоскости прямую, которую обозначим через Ох (О —точка этой прямой, о которой будет ска-*

■ 11 Одновременно с Декартом (и независимо от него) методы аналитической геометрии были разработаны современником Декарта и его научным оппонен­ том Пьером Ферма (1601— 1665).

395

зано

ниже;

смысл буквы х также станет ясным из дальнейшего)

и введем на

ней систему координат. Эта прямая будет называться

осью

X.

На

рисунке обычно на оси х рисуют стрелку, чтобы ука­

зать

ее

положительное направление.

Пусть

теперь 0 У— прямая, перпендикулярная оси х и

прохо­

дящая

через точку О прямой Ох, имеющую координату 0.

Уста­

новим

на

Оу

систему координат і таким образом, чтобы

точка

с координатой

0 совпала с точкой О. (В силу аксиомы прикла­

дывания линейки сделать это можно.) Прямая Оу будет назы-" ваться осью у. Как. и прежде, положительное направление на ней укажем стрелкой. Точка О пересечения прямых Ох и Оу (осей

координат ) называется началом координат . Принята для обозна­

чения

начала

координат буква

О для того, чтобы напомнить, что

эта точка служит нулевой точкой каждой из осей.

 

 

У.

 

4'

 

 

3-

 

 

3

 

 

2-

 

 

2

Р

 

 

 

У<'N

 

1-

 

1 Г ™

т

I

I I Л

1 2 3

* .

 

ім

-3 -2 -1 0

-У -3 -2 -1 0 1 2 x 3 4 X

 

-1-

 

 

-1

 

 

-2-

 

 

-2'

 

 

- 3-

 

 

- 3'

 

 

 

 

 

- 4

 

Теперь следующим образом можно охарактеризовать каждую точку плоскости некоторой парой чисел. Если дана точка Р, то мы опустим из нее перпендикуляр на ось х. Пусть основанием перпендикуляра будет точка М и х координата точки М на прямой Ох. Тогда число х называется х-координатой, или абсцис­

сой, точки Р. (На нашем рисунке х = 2 ^ \

Затем опустим из точки Р перпендикуляр на ось у. Пусть основанием этого перпендикуляра будет точка N и пусть у — ко­ ордината тбчки N на прямой Оу. Тогда число у называется

у-координатой, или ординатой, точки Р. (На рисунке */=1^--)

Для краткости мы указываем, что точка Р имеет координаты х

и у так! Р(х, у) в нашем случае имеем

396

Рассмотрим еще не­ сколько примеров. На рисунке мы можем про­ читать:

РЛ 1 . 3),

РЛ - 2, 4),

РЛ - 4, 2 ),

РЛ - 3. - 2 ),

Р5 ( - 1 , - 4 ) ,

Л.(3, - 2 ),

Р7 (3, 1).

 

 

Г '

 

 

 

«1 ? >

I

 

 

 

1

 

 

 

" *

 

 

 

 

1

 

 

 

 

1

-i

 

 

.

і .

;T

о

- 5

- 4 -\? |

 

1

I -1

 

I

-2

 

і -

 

 

 

 

Р« - -

t -

4

~5

P,

1

 

 

!

Pi

 

- Л - - - Л

 

-1—

4 —

1 2

j.3

и 5

I

_____ - 1

Pe

Заметим, что порядок, в котором записываются координаты,

очень

существен.

Координаты

(1,

3) имеет точка

Р1г а коорди­

наты

(3, 1) —о т л и ч н а я от

нее

точка

Р7. Итак,

координаты

точки образуют упорядоченную

пару действительных

чисел,

и вы

не можете сказать,

где

находится точка, если не

знаете,

какое

число в паре чисел (х , у) стоит первым.

 

 

 

 

Резюмируем сказанное в следующих определениях:

 

Определение

 

 

 

 

 

 

 

 

х-коо р д и н а т о й ,

или а б с ц и с с о й ,

точки

Р

называется

координата основания перпендикуляра, опущенного из точки Р на ось X. у-коо р д и н а т о й , или ор д и н а т о й , точки Р назы­ вается координата основания перпендикуляра, опущенного из точ­ ки Р на ось у.

Если точка Р имеет координаты х и у, то мы пишем Р (х, у). Подобно тому как одна прямая разбивает плоскость на две части (каждая из которых является полуплоскостью), две оси ко­

ординат разбивают плоскость на четыре части,

называемые чет­

вертями. Четыре четверти нумеруются в таком порядке:

 

Ук

и

I

 

о

III

IV

S97

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ