PĂTRATUL proprietăți, diagonala și unghiurile de 45° - EXERCIȚII REZOLVATE (clasa a VII-a)

Echipa Școala Virtuală · materie predată pe video de prof. Alexandra Pavel · publicat

Pătratul este în același timp dreptunghi și romb, așa că diagonalele lui sunt congruente și perpendiculare, iar diagonala pătratului cu latura l este d=l2. Mai jos găsești toate proprietățile, unghiurile de 45∘, cum arăți că un patrulater este pătrat și 8 exerciții rezolvate pas cu pas, de la ușor la greu.

Pătratul: dreptunghi și romb în același timp

Pătratul este dreptunghiul care are două laturi alăturate congruente. La fel de bine îl poți defini ca rombul care are un unghi drept. În figură, laturile marcate sunt congruente, diagonalele se taie în O sub un unghi drept, iar fiecare diagonală face 45∘ cu laturile.

Pătratul ABCD cu laturile congruente și diagonalele AC și BD, perpendiculare în O, care fac unghiuri de 45 de grade cu laturile45°ABCDO
În pătratul ABCD, diagonalele sunt congruente, perpendiculare în O și fac unghiuri de 45∘ cu laturile.

Pentru că este și dreptunghi, și romb, pătratul adună proprietățile amândurora:

  • Toate laturile sunt congruente și laturile opuse sunt paralele (ca la romb).
  • Toate unghiurile sunt drepte (ca la dreptunghi).
  • Diagonalele sunt congruente (ca la dreptunghi) și perpendiculare (ca la romb); ele se înjumătățesc, deci OA=OB=OC=OD.
  • Diagonalele sunt bisectoarele unghiurilor, deci împart fiecare unghi drept în două unghiuri de 45∘.
  • Diagonalele împart pătratul în patru triunghiuri dreptunghice isoscele congruente: AOB, BOC, COD, DOA.
  • Pătratul are patru axe de simetrie: cele două diagonale și cele două drepte care trec prin mijloacele laturilor opuse.

Diagonala o obții din teorema lui Pitagora în triunghiul ABC: d2= l2+l2= 2l2. De aici:

d=l2

Invers, dacă știi diagonala, latura este l= d2= d22. Perimetrul este P=4l, aria este A=l2, iar pentru că d2=2l2, aria se poate scrie și A=d22.

Cum arăți că un patrulater este pătrat. Ajunge una dintre condițiile:

  • este un dreptunghi cu două laturi alăturate congruente sau cu diagonalele perpendiculare;
  • este un romb cu un unghi drept sau cu diagonalele congruente.

Exerciții rezolvate : pătratul

Încearcă întâi singur, apoi deschide rezolvarea și compară pașii.

EXERCIȚIUL 1De la latură la diagonalăușor

Pătratul ABCD are latura AB=7 cm. Calculează lungimea diagonalei AC și perimetrul triunghiului ABC.

Exercițiul 1: pătratul ABCD cu latura AB de 7 cm și diagonala ACABCD7 cm
Rezolvare pas cu pas
  1. Diagonala pătratului cu latura l este l2, deci AC=72 cm.
  2. Dacă vrei să verifici: în triunghiul ABC, dreptunghic în B, AC2=49+49=98, iar 98= 49⋅2= 72.
  3. Triunghiul ABC are ca laturi două laturi ale pătratului și diagonala, deci perimetrul lui este AB+BC+AC= 7+7+72= 14+72 cm.

Răspuns: AC=72 cm, perimetrul triunghiului ABC este 14+72 cm

EXERCIȚIUL 2Latura, perimetrul și aria când știi diagonalaușor

Diagonala pătratului ABCD are 10 cm. Calculează latura, perimetrul și aria pătratului.

Exercițiul 2: pătratul ABCD cu diagonala AC de 10 cmABCD10 cm
Rezolvare pas cu pas
  1. Din d=l2 rezultă l= 102. Raționalizezi numitorul: l= 1022= 52 cm.
  2. Perimetrul: P= 4⋅52= 202 cm.
  3. Aria: A= l2= (52)2= 25⋅2= 50 cm².
  4. Verificare cu formula din diagonală: A= d22= 1002= 50 cm².

Răspuns: l=52 cm, P=202 cm, A=50 cm²

EXERCIȚIUL 3Diagonala ca bisectoareușor

În pătratul ABCD, punctul E se află pe latura BC, astfel încât m(∠BAE)= 25∘. Calculează m(∠EAC) și m(∠AEB).

Exercițiul 3: pătratul ABCD, diagonala AC și segmentul AE, cu E pe latura BC și unghiul BAE de 25 de grade25°ABCDE
Rezolvare pas cu pas
  1. Diagonala AC este bisectoarea unghiului drept BAD, deci m(∠BAC)= 45∘.
  2. Semidreapta AE este între AB și AC, deci m(∠EAC)= 45∘−25∘= 20∘.
  3. Triunghiul ABE este dreptunghic în B, deci m(∠AEB)= 90∘−25∘= 65∘.

Răspuns: m(∠EAC)= 20∘, m(∠AEB)= 65∘

EXERCIȚIUL 4Triunghiul echilateral din interiorul pătratuluimediu

Pe latura AB a pătratului ABCD se construiește, spre interiorul pătratului, triunghiul echilateral ABE. Calculează m(∠ADE) și m(∠EDC).

Exercițiul 4: pătratul ABCD și triunghiul echilateral ABE construit spre interiorul pătratului, cu segmentul DEABCDE
Rezolvare pas cu pas
  1. Triunghiul ABE este echilateral, deci AE=AB și m(∠BAE)= 60∘.
  2. Laturile pătratului sunt congruente: AD=AB=AE. Așadar triunghiul ADE este isoscel, cu AD=AE.
  3. Unghiul din vârful A al acestui triunghi este m(∠DAE)= 90∘−60∘= 30∘.
  4. Unghiurile de la baza DE sunt congruente: m(∠ADE)= 180∘−30∘2= 75∘.
  5. Unghiul ADC este drept, deci m(∠EDC)= 90∘−75∘= 15∘.

Răspuns: m(∠ADE)= 75∘, m(∠EDC)= 15∘

EXERCIȚIUL 5Când rombul este pătratmediu

Rombul ABCD are perimetrul de 24 cm și diagonala AC=62 cm. Diagonalele se intersectează în O. Arată că rombul este pătrat și calculează aria lui.

Exercițiul 5: rombul ABCD cu diagonalele AC și BD, care se intersectează în OABCDO
Din desen nu se poate citi că unghiurile sunt drepte: tocmai asta trebuie arătat, de aceea unghiul drept nu este marcat.
Rezolvare pas cu pas
  1. Rombul are toate laturile congruente, deci AB= 244= 6 cm.
  2. Diagonalele rombului se înjumătățesc și sunt perpendiculare: AO= 622= 32 cm, iar triunghiul AOB este dreptunghic în O.
  3. Din Pitagora: BO2= AB2−AO2= 36−18= 18, deci BO=32 cm și BD=62 cm.
  4. Diagonalele AC și BD sunt congruente. Un romb cu diagonalele congruente este pătrat.
  5. Aria pătratului cu latura 6 cm este 62=36 cm².

Răspuns: BD=AC=62 cm, deci ABCD este pătrat; aria =36 cm²

EXERCIȚIUL 6Latura din distanța de la centru la o laturămediu

În pătratul ABCD, diagonalele se intersectează în O. Punctul M este mijlocul laturii BC, iar OM=4 cm. Calculează latura, perimetrul și diagonala pătratului.

Exercițiul 6: pătratul ABCD cu centrul O, mijlocul M al laturii BC și segmentul OM de 4 cmABCDOM4 cm
Rezolvare pas cu pas
  1. În triunghiul BCD, punctul O este mijlocul lui BD (diagonalele se înjumătățesc), iar M este mijlocul lui BC.
  2. Deci OM este linie mijlocie în triunghiul BCD: OM∥CD și OM=CD2.
  3. Rezultă CD=2⋅4=8 cm, deci latura pătratului este 8 cm.
  4. Perimetrul: P=4⋅8=32 cm. Diagonala: d=82 cm.

Răspuns: l=8 cm, P=32 cm, d=82 cm

EXERCIȚIUL 7Pătratul ascuns în alt pătratgreu

Pătratul ABCD are latura de 8 cm. Pe laturile AB, BC, CD, DA se iau punctele M, N, P, Q, astfel încât AM= BN= CP= DQ= 2 cm. a) Arată că MNPQ este pătrat. b) Calculează latura și aria pătratului MNPQ.

Exercițiul 7: pătratul ABCD cu latura de 8 cm și punctele M, N, P, Q pe laturi, la 2 cm de vârfurile A, B, C, D, care formează patrulaterul MNPQABCDMNPQ
Rezolvare pas cu pas
  1. a) Restul fiecărei laturi are 8−2=6 cm: MB= NC= PD= QA= 6 cm.
  2. Triunghiurile QAM, MBN, NCP și PDQ sunt dreptunghice și au catetele de 2 cm și 6 cm, deci sunt congruente (cazul catetă-catetă). Rezultă QM=MN=NP=PQ.
  3. Din congruența triunghiurilor QAM și MBN: ∠AQM≡∠BMN. În triunghiul QAM, m(∠AQM)+m(∠AMQ)= 90∘, deci și m(∠BMN)+m(∠AMQ)= 90∘.
  4. Unghiurile din jurul lui M pe latura AB au suma 180∘, deci m(∠QMN)= 180∘−90∘= 90∘.
  5. Patrulaterul MNPQ are toate laturile congruente (este romb) și un unghi drept, deci este pătrat.
  6. b) Din Pitagora în triunghiul MBN: MN2= 62+22= 40, deci MN= 40= 210 cm. Aria: MN2=40 cm².

Răspuns: a) MNPQ este romb cu un unghi drept, deci pătrat; b) MN=210 cm, aria =40 cm²

EXERCIȚIUL 8Tip Evaluare Națională: centrul de greutate pe diagonalăgreu

Pătratul ABCD are latura de 6 cm, iar O este punctul de intersecție a diagonalelor. Punctul M este mijlocul laturii CD, iar dreapta AM intersectează diagonala BD în punctul P. a) Calculează lungimea diagonalei BD. b) Arată că P este centrul de greutate al triunghiului ACD. c) Calculează lungimile segmentelor BP și AP.

Exercițiul 8: pătratul ABCD cu latura de 6 cm, centrul O, mijlocul M al laturii CD și punctul P în care AM taie diagonala BDABCDOMP6 cm
Rezolvare pas cu pas
  1. a) BD= l2= 62 cm.
  2. b) În triunghiul ACD, O este mijlocul lui AC, deci DO este mediană. M este mijlocul lui CD, deci AM este și ea mediană.
  3. Punctul P se află pe ambele mediane (pe AM și pe BD, care conține DO), deci P este centrul de greutate al triunghiului ACD.
  4. c) Centrul de greutate se află pe fiecare mediană la două treimi de vârf. DO= 622= 32 cm, deci DP= 23⋅32= 22 cm.
  5. Atunci BP= BD−DP= 62−22= 42 cm.
  6. În triunghiul ADM, dreptunghic în D, cu DM=3 cm: AM2=36+9=45, deci AM=35 cm, iar AP= 23⋅35= 25 cm.

Răspuns: a) BD=62 cm; b) P este intersecția medianelor DO și AM; c) BP=42 cm, AP=25 cm

Cum recunoști un exercițiu pe pătrat

  • Ai latura și ți se cere diagonala, sau invers: folosește direct d=l2, fără să mai refaci Pitagora de fiecare dată.
  • Apare un unghi format de o diagonală cu o latură: pornește de la 45∘, pentru că diagonala este bisectoarea unghiului drept.
  • Ți se cere să arăți că un romb sau un dreptunghi este pătrat: la romb caută un unghi drept sau diagonale congruente, la dreptunghi două laturi alăturate egale sau diagonale perpendiculare.

Greșeli frecvente la pătrat

  • Scrii diagonala ca 2l. Diagonala este l2, adică aproximativ 1,41⋅l, nu dublul laturii. Pentru latura de 7 cm, diagonala este 72 cm, nu 14 cm.
  • Împarți diagonala la 2 ca să afli latura. Jumătatea diagonalei este OA, distanța de la centru la vârf, nu latura. Latura se obține împărțind diagonala la 2.
  • Spui că un romb cu un unghi de 90∘ „seamănă” cu pătratul, dar nu concluzionezi. Un romb cu un unghi drept este chiar pătrat, iar un dreptunghi cu două laturi alăturate egale la fel. Scrie concluzia explicit, cu definiția pe care te bazezi.

Exersează : pătratul

Din același capitol

Întrebări frecvente despre pătrat

Pătratul este dreptunghi sau romb?

Este amândouă. Are toate unghiurile drepte, deci este dreptunghi, și are toate laturile egale, deci este romb. De aceea are proprietățile ambelor figuri.

Cum aflu latura pătratului dacă știu doar diagonala?

Împarți diagonala la 2 și raționalizezi: l= d22. De exemplu, pentru d=10 cm, latura este 52 cm.

Câte axe de simetrie are pătratul?

Patru: cele două diagonale și cele două drepte care trec prin mijloacele laturilor opuse. Dreptunghiul obișnuit are doar două.

Vrei să stăpânești toată materia, nu doar acest subiect?

Lecții video cu profesori, teste și fișe de lucru pentru tot gimnaziul - într-un singur abonament.

Abonează-te - 5 lei prima lună →

Vrei mai mult? Vezi toate resursele de matematică pentru clasele 5-8 →

Verifică-te: 5 întrebări

Alege un răspuns și vezi imediat dacă e corect. Nu se salvează nimic, îl poți relua oricând.

  1. 1. Care dintre următoarele afirmații definește corect un pătrat?

  2. 2. Un pătrat are latura  a . Care este formula ariei pătratului?

  3. 3. Un pătrat are latura  a . Care este formula lungimii diagonalei sale?

  4. 4. Care dintre afirmațiile despre diagonalele unui pătrat este adevărată?

  5. 5. Un pătrat are latura de  5  cm. Care este perimetrul său?

Despre acest articol

Redactat de
Echipa editorială Școala Virtuală. Răspundem de conținutul lui și îl corectăm când găsim o greșeală.
Pe ce se bazează
Programa școlară în vigoare pentru gimnaziu, la matematică - aceleași noțiuni, în aceeași ordine în care se predau la clasă.
Cine predă tema
Alexandra Pavel, profesor de matematică cu 15 ani la catedră, predă lecțiile video de matematică pentru clasele V-VIII.
Publicat