Глава

Углы, прямые и параллельные прямые

Модуль учит уверенно работать с вертикальными и смежными углами, параллельными прямыми, суммой углов треугольника, внешним углом и первыми задачами на последовательную погоню за углами.

Войдите, чтобы сохранять решённые и закладки.

Теория

Ключевая идея

В задачах на углы важно не угадывать рисунок, а строить цепочку равенств. Один найденный угол часто немедленно даёт следующий: через смежный угол, вертикальный угол, параллельные прямые, сумму углов треугольника или внешний угол.

Метод называют погоней за углами: мы записываем известные углы, переносим их по параллельным прямым и постепенно добираемся до нужного угла или нужной параллельности.

Основные факты

Смежные углы в сумме дают \(180^\circ\). Вертикальные углы равны. Если две прямые пересечены третьей, то при параллельных прямых накрест лежащие углы равны, соответствующие углы равны, а внутренние односторонние углы в сумме дают \(180^\circ\).

Верно и обратное: если при пересечении двух прямых третьей равны накрест лежащие или соответствующие углы, то прямые параллельны. Сумма углов треугольника равна \(180^\circ\), а внешний угол треугольника равен сумме двух внутренних углов, не смежных с ним.

Когда применять метод

Применяйте погоню за углами, когда в условии есть параллельные прямые, биссектрисы, внешние углы, продолжения сторон, равнобедренные треугольники или требуется доказать параллельность.

Если нужно доказать, что две прямые параллельны, ищите равные накрест лежащие или соответствующие углы. Если нужно найти угол в треугольнике, сначала используйте сумму углов и внешние углы.

Как распознать метод

Признаки метода: на рисунке есть секущая, несколько прямых образуют зигзаг, один угол явно переносится в другое место, или в условии даны отношения углов. Часто полезно подписать все известные углы прямо на чертеже.

Если угол стоит при прямой, сразу проверьте смежный. Если две прямые похожи на параллельные, попробуйте найти пару накрест лежащих углов.

Типичные ошибки

Нельзя считать прямые параллельными только потому, что они выглядят параллельными на рисунке. Нельзя переносить углы без указания параллельных прямых или вертикальных углов.

Частая ошибка: путать внешний угол с углом, смежным с ним. Внешний угол равен сумме двух удалённых внутренних углов, а не всей сумме углов треугольника.

Мини-чеклист

1. Отметьте все данные углы. 2. Используйте смежные и вертикальные углы. 3. Перенесите углы по параллельным прямым. 4. В каждом треугольнике проверьте сумму \(180^\circ\). 5. Для доказательства параллельности найдите равные накрест лежащие или соответствующие углы. 6. В конце проверьте, что не использовали свойство, которое ещё не доказано.

Примеры

Пример 1. Смежные и вертикальные углы

Этот пример отрабатывает самый первый шаг: угол на прямой и вертикальный угол.

Задача. Прямые \(AB\) и \(CD\) пересекаются в точке \(O\). Известно, что \(\angle AOC=68^\circ\). Найдите остальные три угла.

Решение.

Вертикальный угол равен данному, поэтому \(\angle BOD=68^\circ\). Угол \(\angle AOD\) смежен с \(\angle AOC\), значит \(\angle AOD=180^\circ-68^\circ=112^\circ\). Вертикальный к нему угол \(\angle BOC\) тоже равен \(112^\circ\).

Комментарий. В задачах такого типа сначала ищем вертикальные углы, затем смежные.

Пример 2. Внешний угол треугольника

Здесь внешний угол позволяет найти угол без лишних вычислений.

Задача. В треугольнике \(ABC\) внешний угол при вершине \(C\) равен \(128^\circ\), а \(\angle A=47^\circ\). Найдите \(\angle B\) и \(\angle C\).

Решение.

Внешний угол при \(C\) равен сумме двух удалённых внутренних углов: \(128^\circ=\angle A+\angle B\). Поэтому \(\angle B=128^\circ-47^\circ=81^\circ\). Внутренний угол при \(C\) смежен с внешним, значит \(\angle C=180^\circ-128^\circ=52^\circ\).

Пример 3. Перенос углов по параллельным прямым

Пример показывает, как секущая переносит угол с одной прямой на другую.

Задача. Прямые \(a\) и \(b\) параллельны. Секущая пересекает их в точках \(A\) и \(B\). Один из внутренних накрест лежащих углов равен \(73^\circ\). Найдите второй накрест лежащий угол и внутренний односторонний с ним угол.

Решение.

При параллельных прямых внутренние накрест лежащие углы равны, поэтому второй такой угол равен \(73^\circ\). Внутренние односторонние углы в сумме дают \(180^\circ\), значит нужный угол равен \(180^\circ-73^\circ=107^\circ\).

Пример 4. Как доказать параллельность

Иногда параллельность не дана, а её надо получить из равенства углов.

Задача. Прямые \(AC\) и \(BD\) пересечены прямой \(AB\). Известно, что \(\angle CAB=\angle ABD\). Докажите, что \(AC\parallel BD\).

Решение.

Углы \(\angle CAB\) и \(\angle ABD\) являются накрест лежащими при прямых \(AC\) и \(BD\) и секущей \(AB\). Они равны по условию. По признаку параллельности прямых получаем \(AC\parallel BD\).

Пример 5. Биссектрисы односторонних углов

Это стандартная конструкция: сумма углов равна \(180^\circ\), значит сумма половин равна \(90^\circ\).

Задача. Две параллельные прямые пересечены третьей. Докажите, что биссектрисы двух внутренних односторонних углов перпендикулярны.

Решение.

Пусть внутренние односторонние углы равны \(\alpha\) и \(\beta\). Тогда \(\alpha+\beta=180^\circ\). Их биссектрисы образуют с секущей углы \(\frac{\alpha}{2}\) и \(\frac{\beta}{2}\), а сумма этих углов равна \(90^\circ\). В треугольнике, образованном двумя биссектрисами и секущей, третий угол равен \(90^\circ\). Следовательно, биссектрисы перпендикулярны.

Пример 6. Высота и биссектриса из одной вершины

Пример учит выражать неизвестный угол через два угла треугольника.

Задача. В треугольнике \(ABC\) из вершины \(A\) проведены высота \(AH\) и биссектриса \(AL\). Докажите, что угол между ними равен половине разности углов \(B\) и \(C\).

Решение.

Пусть \(\angle B=\beta\), \(\angle C=\gamma\), и для определённости \(\beta>\gamma\). Тогда \(\angle A=180^\circ-\beta-\gamma\), поэтому \(\angle BAL=\frac{180^\circ-\beta-\gamma}{2}\). Так как \(AH\perp BC\), угол между \(AB\) и \(AH\) равен \(90^\circ-\beta\). Следовательно, угол между \(AH\) и \(AL\) равен \(\frac{180^\circ-\beta-\gamma}{2}-(90^\circ-\beta)=\frac{\beta-\gamma}{2}\). Если \(\gamma>\beta\), получаем \(\frac{\gamma-\beta}{2}\).

Пример 7. Внешняя биссектриса и равнобедренный треугольник

Здесь параллельность распознаётся через равные углы при основании.

Задача. В треугольнике \(ABC\) известно, что \(AB=AC\). Докажите, что биссектриса внешнего угла при вершине \(A\) параллельна основанию \(BC\).

Решение.

Пусть \(\angle B=\angle C=\beta\). Тогда \(\angle A=180^\circ-2\beta\), а внешний угол при \(A\) равен \(2\beta\). Его биссектриса образует со стороной \(AB\) угол \(\beta\). Этот угол равен \(\angle ABC\), поэтому по признаку параллельности биссектриса внешнего угла параллельна \(BC\).

Пример 8. Скрытый угол в параллельных прямых

Финальный пример показывает, как построенная параллельная прямая превращает задачу в обычную погоню за углами.

Задача. В треугольнике \(ABC\) точка \(D\) лежит на стороне \(BC\). Через \(D\) проведены прямые \(DE\parallel AB\) и \(DF\parallel AC\), где \(E\in AC\), \(F\in AB\). Докажите: если \(AD\) биссектриса угла \(A\), то \(AD\) биссектриса угла \(EDF\).

Решение.

Так как \(DE\parallel AB\), угол между \(DE\) и \(AD\) равен углу между \(AB\) и \(AD\), то есть \(\angle BAD\). Так как \(DF\parallel AC\), угол между \(AD\) и \(DF\) равен \(\angle DAC\). По условию \(AD\) биссектриса угла \(A\), значит \(\angle BAD=\angle DAC\). Поэтому \(AD\) делит угол \(EDF\) на две равные части.

Задачи

Задачи

#1.1
#1.1

Два смежных угла

Погоня за углами 7 класс 8 класс ★☆☆☆☆

Два смежных угла отличаются на \(28^\circ\). Найдите эти углы.

Детали
Задача: GEO-B1-M01-P001
Сложность: Уровень 1 из 5
Tag: Погоня за углами
Grade: 7 класс, 8 класс
#1.2
#1.2

Углы при пересечении прямых

Погоня за углами 7 класс 8 класс ★☆☆☆☆

Прямые \(AB\) и \(CD\) пересекаются в точке \(O\). Известно, что \(\angle AOC=64^\circ\). Найдите \(\angle BOD\), \(\angle AOD\) и \(\angle BOC\).

Детали
Задача: GEO-B1-M01-P002
Сложность: Уровень 1 из 5
Tag: Погоня за углами
Grade: 7 класс, 8 класс
#1.3
#1.3

Углы треугольника в отношении

Углы треугольника 7 класс 8 класс ★☆☆☆☆

Углы треугольника относятся как \(2:3:4\). Найдите эти углы.

Детали
Задача: GEO-B1-M01-P003
Сложность: Уровень 1 из 5
Tag: Углы треугольника
Grade: 7 класс, 8 класс
#1.4
#1.4

Внешний угол

Внешний угол 7 класс 8 класс ★☆☆☆☆

В треугольнике \(ABC\) внешний угол при вершине \(C\) равен \(126^\circ\), а \(\angle A=49^\circ\). Найдите \(\angle B\) и \(\angle C\).

Детали
Задача: GEO-B1-M01-P004
Сложность: Уровень 1 из 5
Tag: Внешний угол
Grade: 7 класс, 8 класс
#1.5
#1.5

Секущая и параллельные прямые

Погоня за углами 7 класс 8 класс ★☆☆☆☆

Две параллельные прямые пересечены секущей. Один из внутренних углов равен \(117^\circ\). Найдите внутренний накрест лежащий с ним угол и внутренний односторонний с ним угол.

Детали
Задача: GEO-B1-M01-P005
Сложность: Уровень 1 из 5
Tag: Погоня за углами
Grade: 7 класс, 8 класс
#1.6
#1.6

Параллельность по углам

Погоня за углами 7 класс 8 класс ★★☆☆☆

Прямые \(AC\) и \(BD\) пересечены прямой \(AB\). Известно, что \(\angle CAB=\angle ABD\). Докажите, что \(AC\parallel BD\).

Детали
Задача: GEO-B1-M01-P006
Сложность: Уровень 2 из 5
Tag: Погоня за углами
Grade: 7 класс, 8 класс
#1.7
#1.7

Биссектрисы односторонних углов

Биссектриса угла 7 класс 8 класс ★★☆☆☆

Две параллельные прямые пересечены третьей. Докажите, что биссектрисы двух внутренних односторонних углов перпендикулярны.

Детали
Задача: GEO-B1-M01-P007
Сложность: Уровень 2 из 5
Tag: Биссектриса угла
Grade: 7 класс, 8 класс
#1.8
#1.8

Прямая через вершину треугольника

Параллельные прямые 7 класс 8 класс ★★☆☆☆

Через вершину \(B\) треугольника \(ABC\) проведена прямая \(l\), параллельная \(AC\). На одной стороне прямой \(l\) лучи \(BA\) и \(BC\) делят развернутый угол на три угла в отношении \(3:8:4\). Найдите углы треугольника \(ABC\).

Детали
Задача: GEO-B1-M01-P008
Сложность: Уровень 2 из 5
Tag: Параллельные прямые
Grade: 7 класс, 8 класс
#1.9
#1.9

Когда треугольник прямоугольный

Внешний угол 7 класс 8 класс ★★☆☆☆

В треугольнике один угол равен сумме двух других. Докажите, что треугольник прямоугольный.

Детали
Задача: GEO-B1-M01-P009
Сложность: Уровень 2 из 5
Tag: Внешний угол
Grade: 7 класс, 8 класс
#1.10
#1.10

Биссектриса в треугольнике

Биссектриса угла 7 класс 8 класс ★★☆☆☆

В треугольнике \(ABC\) известно, что \(\angle B=42^\circ\), \(\angle C=74^\circ\). Биссектриса угла \(A\) пересекает сторону \(BC\) в точке \(D\). Найдите \(\angle BDA\) и \(\angle ADC\).

Детали
Задача: GEO-B1-M01-P010
Сложность: Уровень 2 из 5
Tag: Биссектриса угла
Grade: 7 класс, 8 класс
#1.11
#1.11

Равнобедренный треугольник и биссектриса

Биссектриса угла 7 класс 8 класс ★★☆☆☆

В равнобедренном треугольнике \(ABC\) известно, что \(AB=AC\), а угол при основании равен \(72^\circ\). Биссектриса угла \(B\) пересекает \(AC\) в точке \(D\). Найдите углы треугольников \(ABD\) и \(BCD\).

Детали
Задача: GEO-B1-M01-P011
Сложность: Уровень 2 из 5
Tag: Биссектриса угла
Grade: 7 класс, 8 класс
#1.12
#1.12

Малый треугольник с параллельной стороной

Параллельные прямые 7 класс 8 класс ★★☆☆☆

В треугольнике \(ABC\) известно, что \(\angle B=54^\circ\), \(\angle C=62^\circ\). Точка \(D\) лежит на стороне \(AC\). Через \(D\) проведена прямая, параллельная \(BC\), она пересекает \(AB\) в точке \(E\). Найдите углы треугольника \(ADE\).

Детали
Задача: GEO-B1-M01-P012
Сложность: Уровень 2 из 5
Tag: Параллельные прямые
Grade: 7 класс, 8 класс
#1.13
#1.13

Высота и биссектриса

Биссектриса угла 7 класс 8 класс 9 класс ★★★☆☆

В треугольнике \(ABC\) из вершины \(A\) проведены высота \(AH\) и биссектриса \(AL\). Докажите, что угол между \(AH\) и \(AL\) равен половине разности углов \(B\) и \(C\).

Детали
Задача: GEO-B1-M01-P013
Сложность: Уровень 3 из 5
Tag: Биссектриса угла
Grade: 7 класс, 8 класс, 9 класс
#1.14
#1.14

Угол между двумя биссектрисами

Биссектриса угла 7 класс 8 класс 9 класс ★★★☆☆

В треугольнике \(ABC\) внутренние биссектрисы углов \(B\) и \(C\) пересекаются в точке \(I\). Известно, что \(\angle BIC=124^\circ\). Найдите \(\angle A\).

Детали
Задача: GEO-B1-M01-P014
Сложность: Уровень 3 из 5
Tag: Биссектриса угла
Grade: 7 класс, 8 класс, 9 класс
#1.15
#1.15

Внешняя биссектриса и основание

Биссектриса угла 7 класс 8 класс 9 класс ★★★☆☆

В треугольнике \(ABC\) биссектриса внешнего угла при вершине \(A\) параллельна стороне \(BC\). Докажите, что \(AB=AC\).

Детали
Задача: GEO-B1-M01-P015
Сложность: Уровень 3 из 5
Tag: Биссектриса угла
Grade: 7 класс, 8 класс, 9 класс
#1.16
#1.16

Точка на стороне и равные отрезки

Погоня за углами 7 класс 8 класс 9 класс ★★★☆☆

В треугольнике \(ABC\) известно, что \(\angle A=60^\circ\), \(\angle B=50^\circ\). Точка \(D\) лежит на стороне \(AB\), причём \(CD=BD\). Найдите \(\angle ACD\).

Детали
Задача: GEO-B1-M01-P016
Сложность: Уровень 3 из 5
Tag: Погоня за углами
Grade: 7 класс, 8 класс, 9 класс
#1.17
#1.17

Углы 36 и 72

Погоня за углами 7 класс 8 класс 9 класс ★★★☆☆

В равнобедренном треугольнике \(ABC\) известно, что \(AB=AC\) и \(\angle A=36^\circ\). Точка \(D\) лежит на стороне \(AC\), причём \(BD=BC\). Найдите \(\angle ABD\).

Детали
Задача: GEO-B1-M01-P017
Сложность: Уровень 3 из 5
Tag: Погоня за углами
Grade: 7 класс, 8 класс, 9 класс
#1.18
#1.18

Две пары параллельных прямых

Погоня за углами 7 класс 8 класс 9 класс ★★★☆☆

Диагонали четырёхугольника \(ABCD\) пересекаются в точке \(O\). Известно, что \(\angle BAC=\angle DCA\) и \(\angle BCA=\angle DAC\). Докажите, что \(AB\parallel CD\) и \(BC\parallel AD\).

Детали
Задача: GEO-B1-M01-P018
Сложность: Уровень 3 из 5
Tag: Погоня за углами
Grade: 7 класс, 8 класс, 9 класс
#1.19
#1.19

Биссектриса после проведения параллельных

Биссектриса угла 7 класс 8 класс 9 класс ★★★☆☆

В треугольнике \(ABC\) точка \(D\) лежит на стороне \(BC\). Через \(D\) проведены прямые \(DE\parallel AB\) и \(DF\parallel AC\), где \(E\in AC\), \(F\in AB\). Докажите, что если \(AD\) биссектриса угла \(A\), то \(AD\) биссектриса угла \(EDF\).

Детали
Задача: GEO-B1-M01-P019
Сложность: Уровень 3 из 5
Tag: Биссектриса угла
Grade: 7 класс, 8 класс, 9 класс
#1.20
#1.20

Обратная задача с параллельными

Биссектриса угла 7 класс 8 класс 9 класс ★★★☆☆

В условиях предыдущей задачи докажите обратное утверждение: если \(AD\) биссектриса угла \(EDF\), то \(AD\) биссектриса угла \(A\).

Детали
Задача: GEO-B1-M01-P020
Сложность: Уровень 3 из 5
Tag: Биссектриса угла
Grade: 7 класс, 8 класс, 9 класс

Лестницы

Опубликованных лестниц пока нет.
Следующая глава