DREPTUNGHIUL proprietăți și diagonalele congruente - EXERCIȚII REZOLVATE (clasa a VII-a)

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

Dreptunghiul este paralelogramul care are un unghi drept, iar diagonalele lui sunt congruente și se înjumătățesc, deci punctul lor de intersecție este la aceeași distanță de toate cele patru vârfuri. Mai jos găsești proprietățile, cum arăți că un paralelogram este dreptunghi, formula diagonalei și 8 exerciții rezolvate pas cu pas, de la ușor la greu.

Dreptunghiul: definiție, proprietăți și diagonala

Dreptunghiul este un paralelogram care are un unghi drept. Pentru că unghiurile alăturate ale unui paralelogram sunt suplementare, dacă un unghi are 90∘, atunci toate patru au 90∘. În figură, diagonalele AC și BD se taie în O, iar cele patru jumătăți sunt marcate ca fiind congruente.

Dreptunghiul ABCD cu diagonalele AC și BD, care se intersectează în O și au jumătățile OA, OB, OC, OD congruenteABCDO
În dreptunghiul ABCD, diagonalele sunt congruente și se taie în O în părți egale: OA=OB=OC=OD.

Dreptunghiul are toate proprietățile paralelogramului și încă două, care îl deosebesc de el:

  • Laturile opuse sunt paralele și congruente: AB∥CD, AB=CD, AD∥BC, AD=BC.
  • Toate unghiurile sunt drepte. Fiecare diagonală împarte dreptunghiul în două triunghiuri dreptunghice congruente, de exemplu ABC și CDA.
  • Diagonalele se înjumătățesc (ca la orice paralelogram) și, în plus, sunt congruente: AC=BD.
  • De aici rezultă OA=OB=OC=OD, deci triunghiurile AOB, BOC, COD și DOA sunt isoscele, cu vârful în O.
  • Dreptunghiul are două axe de simetrie: dreptele care trec prin mijloacele a două laturi opuse.

Diagonala o calculezi cu teorema lui Pitagora în triunghiul ABC, dreptunghic în B. Dacă notezi lungimea cu L și lățimea cu l:

d=L2+l2

Perimetrul și aria le știi din clasa a V-a: P=2(L+l) și A=L⋅l.

Cum arăți că un patrulater este dreptunghi. Ajunge una dintre condițiile de mai jos:

  • este un paralelogram care are un unghi drept;
  • este un paralelogram cu diagonalele congruente;
  • este un patrulater cu trei unghiuri drepte (al patrulea iese tot 90∘, din suma de 360∘).

Atenție: diagonalele dreptunghiului nu sunt, în general, perpendiculare și nu sunt bisectoarele unghiurilor. Unghiul dintre ele depinde de cât de „lung” este dreptunghiul.

Exerciții rezolvate : dreptunghiul

Încearcă întâi singur, apoi deschide rezolvarea și compară pașii.

EXERCIȚIUL 1Diagonala din lungime și lățimeușor

Dreptunghiul ABCD are lungimea AB=12 cm și lățimea BC=5 cm. Calculează lungimea diagonalei AC și distanța de la punctul de intersecție a diagonalelor până la vârful A.

Exercițiul 1: dreptunghiul ABCD cu lungimea AB de 12 cm, lățimea BC de 5 cm și diagonala ACABCD12 cm5 cm
Rezolvare pas cu pas
  1. Unghiul B al dreptunghiului este drept, deci triunghiul ABC este dreptunghic în B, iar AC este ipotenuza lui.
  2. Din teorema lui Pitagora: AC2= AB2+BC2= 144+25= 169, deci AC=13 cm.
  3. Diagonalele se înjumătățesc, deci punctul lor de intersecție O este mijlocul lui AC: OA= 132= 6,5 cm.

Răspuns: AC=13 cm și OA=6,5 cm

EXERCIȚIUL 2Unghiurile pe care le face o diagonalăușor

În dreptunghiul ABCD, diagonalele se intersectează în O, iar m(∠BAC)= 35∘. Calculează m(∠ACD), m(∠BCA) și m(∠AOB).

Exercițiul 2: dreptunghiul ABCD cu diagonalele care se taie în O și unghiul BAC de 35 de grade35°ABCDO
Rezolvare pas cu pas
  1. Laturile AB și CD sunt paralele, iar AC este o secantă. Unghiurile BAC și ACD sunt alterne interne, deci m(∠ACD)= 35∘.
  2. Triunghiul ABC este dreptunghic în B, deci unghiurile ascuțite sunt complementare: m(∠BCA)= 90∘−35∘= 55∘.
  3. Diagonalele sunt congruente și se înjumătățesc, deci OA=OB, iar triunghiul AOB este isoscel cu baza AB.
  4. Unghiurile de la bază sunt congruente: m(∠OBA)= m(∠OAB)= 35∘. Atunci m(∠AOB)= 180∘−35∘−35∘= 110∘.

Răspuns: m(∠ACD)= 35∘, m(∠BCA)= 55∘, m(∠AOB)= 110∘

EXERCIȚIUL 3Triunghiul isoscel AOBușor

Dreptunghiul ABCD are AB=16 cm și BC=12 cm, iar diagonalele lui se intersectează în O. Calculează perimetrul triunghiului AOB.

Exercițiul 3: dreptunghiul ABCD cu AB de 16 cm și BC de 12 cm, diagonalele care se taie în O și triunghiul AOBABCDO16 cm12 cm
Rezolvare pas cu pas
  1. Calculezi întâi diagonala, din triunghiul dreptunghic ABC: AC2= 162+122= 256+144= 400, deci AC=20 cm.
  2. Diagonalele dreptunghiului sunt congruente: BD=AC=20 cm.
  3. Ele se înjumătățesc, deci OA= OB= 202= 10 cm.
  4. Perimetrul triunghiului AOB este OA+OB+AB= 10+10+16= 36 cm.

Răspuns: Perimetrul triunghiului AOB este 36 cm

EXERCIȚIUL 4Diagonale care se taie sub 60 de grademediu

În dreptunghiul ABCD, diagonalele se intersectează în O, m(∠AOB)= 60∘ și AC=14 cm. Calculează laturile AB și BC și aria dreptunghiului.

Exercițiul 4: dreptunghiul ABCD, cu diagonalele care se taie în O sub un unghi AOB de 60 de grade60°ABCDO
Rezolvare pas cu pas
  1. Diagonalele sunt congruente și se înjumătățesc, deci OA= OB= 142= 7 cm.
  2. Triunghiul AOB este isoscel și are unghiul din vârf de 60∘. Unghiurile de la bază au câte 180∘−60∘2= 60∘, deci triunghiul este echilateral.
  3. Rezultă AB=OA=7 cm.
  4. În triunghiul ABC, dreptunghic în B: BC2= AC2−AB2= 196−49= 147, deci BC= 147= 49⋅3= 73 cm.
  5. Aria dreptunghiului este AB⋅BC= 7⋅73= 493 cm².

Răspuns: AB=7 cm, BC=73 cm, aria =493 cm²

EXERCIȚIUL 5Arată că paralelogramul este dreptunghimediu

Paralelogramul ABCD are AB=9 cm, AD=12 cm și diagonala AC=15 cm. Arată că ABCD este dreptunghi și calculează lungimea diagonalei BD.

Exercițiul 5: paralelogramul ABCD cu AB de 9 cm, AD de 12 cm și diagonala ACABCD9 cm12 cm
Figura arată deja un dreptunghi, dar unghiul drept nu este o dată a problemei: el trebuie demonstrat, de aceea nu este marcat.
Rezolvare pas cu pas
  1. Într-un paralelogram, laturile opuse sunt congruente, deci BC=AD=12 cm.
  2. În triunghiul ABC compari pătratul laturii celei mai lungi cu suma pătratelor celorlalte două: AB2+BC2= 81+144= 225 și AC2=152=225.
  3. Cele două rezultate sunt egale, deci, din reciproca teoremei lui Pitagora, triunghiul ABC este dreptunghic în B.
  4. Paralelogramul ABCD are un unghi drept, deci este dreptunghi.
  5. Diagonalele dreptunghiului sunt congruente: BD=AC=15 cm.

Răspuns: ABCD este dreptunghi (are unghiul B drept); BD=15 cm

EXERCIȚIUL 6Laturile din perimetru și raportmediu

Un dreptunghi are perimetrul de 56 cm, iar lungimea și lățimea lui sunt direct proporționale cu numerele 4 și 3. Calculează laturile, diagonala și aria dreptunghiului.

Rezolvare pas cu pas
  1. Notezi lungimea cu 4k și lățimea cu 3k. Semiperimetrul este L+l= 562= 28 cm.
  2. Atunci 4k+3k=28, adică 7k=28, deci k=4.
  3. Lungimea este L=4⋅4=16 cm, iar lățimea este l=3⋅4=12 cm.
  4. Diagonala: d2= 162+122= 256+144= 400, deci d=20 cm.
  5. Aria: A= 16⋅12= 192 cm².

Răspuns: L=16 cm, l=12 cm, d=20 cm, aria =192 cm²

EXERCIȚIUL 7Din triunghiul dreptunghic se face un dreptunghigreu

Triunghiul ABC este dreptunghic în A, cu AB=6 cm și AC=8 cm. Punctul M este mijlocul ipotenuzei BC, iar D este simetricul lui A față de M. a) Arată că ABDC este dreptunghi. b) Calculează lungimea medianei AM.

Exercițiul 7: triunghiul ABC dreptunghic în A, cu AB de 6 cm și AC de 8 cm, mijlocul M al ipotenuzei și simetricul D al lui A față de MABCMD6 cm8 cm
Segmentele BD și CD sunt punctate pentru că le construiești tu în rezolvare. Unghiul drept din A este dat în enunț.
Rezolvare pas cu pas
  1. a) M este mijlocul lui BC și, pentru că D este simetricul lui A față de M, M este și mijlocul lui AD.
  2. Patrulaterul ABDC are diagonalele AD și BC care se înjumătățesc, deci este paralelogram.
  3. Unghiul BAC al acestui paralelogram este drept, deci ABDC este dreptunghi.
  4. b) Din teorema lui Pitagora în triunghiul ABC: BC2=36+64=100, deci BC=10 cm.
  5. Diagonalele dreptunghiului ABDC sunt congruente: AD=BC=10 cm. Mediana AM este jumătate din diagonala AD, deci AM=5 cm.
  6. Observă că ai regăsit teorema medianei: în triunghiul dreptunghic, mediana dusă din vârful unghiului drept este jumătate din ipotenuză.

Răspuns: a) ABDC este paralelogram cu un unghi drept, deci dreptunghi; b) AM=5 cm

EXERCIȚIUL 8Tip Evaluare Națională: perpendiculara din A pe diagonalăgreu

Dreptunghiul ABCD are AD=6 cm și m(∠ADB)= 60∘. Diagonalele se intersectează în O, iar AE⟂BD, cu E pe BD. a) Calculează lungimile diagonalei BD și ale laturii AB. b) Calculează DE, BE și AE. c) Arată că E este mijlocul segmentului DO.

Exercițiul 8: dreptunghiul ABCD cu AD de 6 cm, unghiul ADB de 60 de grade, diagonalele care se taie în O și perpendiculara AE pe diagonala BD60°ABCDOE6 cm
Rezolvare pas cu pas
  1. a) Triunghiul ABD este dreptunghic în A și are m(∠ADB)= 60∘, deci m(∠ABD)= 30∘.
  2. Cateta AD se opune unghiului de 30∘, deci este jumătate din ipotenuză: BD=2⋅6=12 cm.
  3. Din teorema lui Pitagora: AB2= 144−36= 108, deci AB= 108= 63 cm.
  4. b) În triunghiul AED, dreptunghic în E, m(∠ADE)= 60∘, deci m(∠DAE)= 30∘. Cateta DE se opune unghiului de 30∘: DE= 62= 3 cm.
  5. Atunci BE= BD−DE= 12−3= 9 cm, iar din Pitagora în triunghiul AED: AE2=36−9=27, deci AE=33 cm.
  6. c) Diagonalele se înjumătățesc, deci DO= 122= 6 cm. Punctul E este pe DO și DE=3 cm, adică jumătate din DO, deci E este mijlocul lui DO.

Răspuns: a) BD=12 cm, AB=63 cm; b) DE=3 cm, BE=9 cm, AE=33 cm; c) DE= 3= DO2

Cum recunoști un exercițiu pe dreptunghi

  • Se cere diagonala sau o latură și ai celelalte două lungimi: lucrezi cu Pitagora în unul dintre triunghiurile dreptunghice formate de o diagonală.
  • Apare punctul de intersecție a diagonalelor: scrie imediat OA=OB=OC=OD și caută un triunghi isoscel (sau echilateral, dacă vezi un unghi de 60∘).
  • Ți se cere să arăți că un paralelogram este dreptunghi: caută un unghi drept (eventual prin reciproca lui Pitagora) sau arată că diagonalele sunt congruente.

Greșeli frecvente la dreptunghi

  • Crezi că diagonalele dreptunghiului sunt perpendiculare. În general nu sunt. Ele sunt congruente și se înjumătățesc, dar unghiul dintre ele poate fi 60∘, 110∘ sau oricât, în funcție de laturi.
  • Iei diagonala drept bisectoare a unghiului drept. Unghiul BAC nu are 45∘ decât dacă laturile AB și BC sunt egale. Calculează-l din datele problemei, nu din desen.
  • Spui că un patrulater cu diagonale congruente este dreptunghi. Condiția merge doar pentru un paralelogram. Întâi arăți că patrulaterul este paralelogram (de exemplu, diagonalele se înjumătățesc), apoi folosești diagonalele congruente.

Exersează : dreptunghiul

Din același capitol

Întrebări frecvente despre dreptunghi

Cum arăt că un paralelogram este dreptunghi?

Arăți că are un unghi drept sau că diagonalele lui sunt congruente. Dacă știi doar laturile și o diagonală, verifici unghiul drept cu reciproca teoremei lui Pitagora.

Diagonalele dreptunghiului sunt și perpendiculare?

Nu, în general. Diagonalele dreptunghiului sunt congruente și se înjumătățesc. Perpendiculare devin doar într-un caz particular, pe care îl studiezi mai târziu în același capitol.

De ce punctul de intersecție a diagonalelor este la fel de departe de toate vârfurile?

Pentru că diagonalele au aceeași lungime și fiecare este tăiată în două jumătăți egale. Toate cele patru jumătăți au deci aceeași lungime: OA=OB=OC=OD.

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 dreptunghiul?

  2. 2. Într-un dreptunghi cu laturile  a  și  b , diagonala  d  se calculează cu formula:

  3. 3. Care dintre următoarele proprietăți este adevărată pentru diagonalele unui dreptunghi?

  4. 4. Un dreptunghi are laturile de  6  cm și  8  cm. Care este lungimea diagonalei sale?

  5. 5. Care dintre următoarele figuri geometrice este întotdeauna un dreptunghi?

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