Смежные и вертикальные углы. Перпендикулярные прямые
Свойства и теоремы о смежных и вертикальных углах, перпендикулярные прямые, перпендикуляр и наклонная, расстояние от точки до прямой.
1. Определение:
Два угла, у которых одна сторона общая, а две другие являются дополнительными полупрямыми (лучами), образующими прямую линию, называются смежными углами.
2. Теорема о сумме смежных углов:
Сумма величин смежных углов всегда равна 180°:
∠1 + ∠2 = 180°.
3. Следствия из теоремы:
• Если два угла равны, то и смежные с ними углы равны;
• Угол, смежный с прямым углом, всегда прямой (180° - 90° = 90°);
• Угол, смежный с острым углом, является тупым, и наоборот.
Чертеж: Смежные углы с общей вершиной и стороной
Сумма 180°
Развернутый угол
1. Определение:
Два угла называются вертикальными, если стороны одного угла являются продолжениями сторон другого за их общую вершину.
При пересечении двух прямых образуются две пары вертикальных углов и четыре пары смежных углов.
2. Теорема о вертикальных углах:
Вертикальные углы равны:
∠1 = ∠3, \quad ∠2 = ∠4.
3. Доказательство:
Углы ∠1 и ∠2 — смежные, поэтому ∠1 + ∠2 = 180° => ∠1 = 180° - ∠2.
Углы ∠3 и ∠2 — также смежные, поэтому ∠3 + ∠2 = 180° => ∠3 = 180° - ∠2.
Так как правые части равны, то ∠1 = ∠3. Теорема доказана.
Чертеж: Вертикальные углы при пересечении двух прямых
1. Определение перпендикулярности:
Две прямые называются взаимно перпендикулярными, если при пересечении они образуют прямой угол (90°). Обозначение: a ⊥ b. Если один из четырех образованных углов равен 90°, то и все остальные три угла также равны 90°.
2. Теорема о перпендикуляре к прямой:
Через каждую точку прямой можно провести перпендикулярную ей прямую, и притом только одну.
3. Перпендикуляр и наклонная:
Пусть точка A не лежит на прямой a. Отрезок AH, где H ∈ a и AH ⊥ a, называется перпендикуляром, опущенным из точки A на прямую a. Точка H — основание перпендикуляра.
Любой другой отрезок AM (где M ∈ a, M ≠ H) называется наклонной, а отрезок HM — проекцией наклонной на прямую a.
4. Свойство наклонной:
Перпендикуляр короче любой наклонной, проведенной из той же точки к той же прямой: AH < AM. Длина перпендикуляра AH называется расстоянием от точки A до прямой a.
Чертеж: Перпендикуляр, наклонная и ее проекция
Кратчайшее расстояние
AM > AH
Для быстрого нахождения всех четырех углов, образованных пересечением двух прямых:
Определение типа заданных углов
Составление уравнения
Вычисление оставшихся углов
Классическая формулировка ЕНТ:
«Сумма двух углов, образованных при пересечении двух прямых, равна 84°. Найдите величину большего из образовавшихся углов».
Ловушка:
Смежные углы в сумме всегда дают строго 180°. Если сумма двух углов не равна 180° (в нашей задаче 84°), то эти углы могут быть ТОЛЬКО ВЕРТИКАЛЬНЫМИ!
Поскольку они вертикальные, они равны между собой: 84° / 2 = 42° каждый.
Больший же угол является смежным с ними: 180° - 42° = 138°.
Ответ: 138°.
Правило ЕНТ: Сумма двух углов при пересечении прямых
Если сумма двух углов не равна 180°, эти углы вертикальные. Если сумма трех углов равна S, то четвертый угол равен 360° - S, а смежный с ним равен 180° - (360° - S) = S - 180°.
