МАТЕМАТИКА · 9 КЛАССПроект «Педагагічная скарбонка»
ГЕОМЕТРИЯ · ИНТЕРАКТИВНЫЙ КОНСПЕКТ

§ 20. Креативная геометрия: луночки и золотое сечение

Комбинации кругов и подобные треугольники приводят к неожиданно простым отношениям.

Наглядная модель12 заданий с проверкойТренажёр и тест
Главный вопрос

Можно ли вычислить криволинейную площадь без длины каждой дуги?

Разбираемся в теме

Основные пункты параграфа

Разберись, почему работает правило, исследуй модель и проверь себя.

01

Разность полукругов

Полукруг диаметра d имеет площадь πd²/8. Подстановка d=u+v и вычитание u²,v² оставляет 2uv. Если из M поднят перпендикуляр MN к большой полуокружности, то MN²=uv.

РАЗБЕРЁМСЯ НА ПРИМЕРЕ

Проверим на примере

При MN=10 разность площадей равна π·1004=25π. Длины AM и MB по отдельности не нужны.

Маршрут рассуждения

  1. Разность полукругов

    На диаметре AB=AM+MB: площадь большого полукруга минус два малых равна π·AM·MB/4.

  2. Луночки Гиппократа

    Сумма площадей двух классических луночек на катетах равна площади прямоугольного треугольника.

  3. Золотое сечение

    При делении целого на большую x и меньшую y части: (x+y)/x=x/y=φ.

  4. Правильный пятиугольник

    Отношение диагонали к стороне правильного пятиугольника равно φ.

Главная мысль

На диаметре AB=AM+MB: площадь большого полукруга минус два малых равна π·AM·MB/4.

02

Луночки Гиппократа

Полукруги на катетах имеют суммарную площадь полукруга на гипотенузе, потому что площади пропорциональны квадратам диаметров, а a²+b²=c². Вычитание одинаковых круговых сегментов оставляет луночки с одной стороны и треугольник с другой.

РАЗБЕРЁМСЯ НА ПРИМЕРЕ

Проверим на примере

У прямоугольного треугольника с катетами 5 и 12 сумма площадей луночек равна 30. Это точный ответ без π.

ИССЛЕДУЙ САМ

Исследуй связь величин

Изменяй значения ползунками или вводи числа. Сначала предскажи ответ; вычисления можно открыть отдельно.

Показать вычисления и пояснение

Главная мысль

Сумма площадей двух классических луночек на катетах равна площади прямоугольного треугольника.

03

Золотое сечение

Отсюда φ²=φ+1 и φ=(1+√5)/2. Если целое равно 1, большая часть (√5−1)/2≈0,618. Это математическое отношение; оно не доказывает универсальных утверждений о красоте.

РАЗБЕРЁМСЯ НА ПРИМЕРЕ

Проверим на примере

Для целого 10 большая часть 5(√5−1), меньшая 5(3−√5). Их сумма 10.

Подумай и объясни

Как связаны φ² и φ?

Сверить рассуждение

φ²=φ+1. При делении целого на большую x и меньшую y части: (x+y)/x=x/y=φ.

Большая часть xМеньшая y(x+y)/x = x/y = φAMB

ПРИМЕР 1 · РАЗБОР ПО ШАГАМ

ПРИМЕР 2 · РАЗБОР ПО ШАГАМ

Главная мысль

При делении целого на большую x и меньшую y части: (x+y)/x=x/y=φ.

04

Правильный пятиугольник

Диагонали образуют подобные равнобедренные треугольники с углами 36° и 72°. Это даёт то же уравнение золотого сечения. Для построения на окружности проведи перпендикулярные радиусы OA,OB, возьми середину M радиуса OA. Окружность центра M радиуса MB пересечёт луч, противоположный OA, в N; хорда длины BN — сторона пятиугольника.

РАЗБЕРЁМСЯ НА ПРИМЕРЕ

Проверим на примере

При R=1: M=(12;0), B=(0;1), N=((1−√5)/2;0). Тогда BN=√[(5−√5)/2]. Откладывая эту хорду по окружности, получаем пять равных сторон.

Диагональ / сторона = (1+√5)/2

Разберём ошибку

Неверно Отношение диагонали пятиугольника к стороне равно… — 2

Отношение диагонали к стороне правильного пятиугольника равно φ.

Как рассуждать: Верный ответ: φ.

Главная мысль

Отношение диагонали к стороне правильного пятиугольника равно φ.

Применяем знания

Решаем самостоятельно

12 заданий по теме параграфа. Записывай промежуточные действия в тетради, затем введи ответ. Единицы уже указаны рядом с полями. Если нужно восстановить выражение, введи его коэффициенты в подписанные поля. В заданиях с выбором отметь верное утверждение.

Число можно вводить с запятой или точкой. Дробь — как 3/4, смешанное число — как −2 1/3. Равные дроби принимаются; если требуется несократимая запись, сократи её. Подсказка помогает, а просмотр готового решения не засчитывается как самостоятельное выполнение.

Математический тренажёр

Закрепляем способ решения

Новые варианты из банка заданий этого параграфа. Решай в своём темпе.

Шесть выводов

01

На диаметре AB=AM+MB: площадь большого полукруга минус два малых равна π·AM·MB/4.

02

Сумма площадей двух классических луночек на катетах равна площади прямоугольного треугольника.

03

При делении целого на большую x и меньшую y части: (x+y)/x=x/y=φ.

04

Отношение диагонали к стороне правильного пятиугольника равно φ.

05

Объясни, что означает каждый шаг решения.

06

Проверь ответ обратным действием или по исходному условию.

Проверь себя

Тест: 10 вопросов

4 вопроса на понимание и 6 заданий. За верный ответ — 0,5 балла, максимум — 5.

Ответь на все вопросы. Пояснения появятся после проверки.

Загрузка прогресса…