Trapezul: clasificare, trapezul isoscel, linia mijlocie a trapezului
Definiție
Trapezul este patrulaterul convex care are exact două laturi paralele, numite baze. Baza mai lungă se notează de obicei (baza mare), iar cealaltă (baza mică). Celelalte două laturi, neparalele, se numesc laturi laterale (sau picioare). Distanța dintre baze — lungimea segmentului perpendicular dus dintr-o bază pe cealaltă — este înălțimea trapezului, notată .
Deoarece bazele sunt paralele, tăiate de o latură laterală (secantă), unghiurile de pe aceeași latură laterală (alăturate aceleiași laturi) sunt suplementare: suma lor este . Astfel, într-un trapez cu , avem și .
Clasificare
După laturile laterale, deosebim:
- Trapezul oarecare — laturile laterale au lungimi diferite și nu formează unghiuri drepte cu bazele.
- Trapezul dreptunghic — o latură laterală este perpendiculară pe baze; această latură coincide cu înălțimea. Are două unghiuri drepte (alăturate laturii perpendiculare).
- Trapezul isoscel — laturile laterale sunt congruente (egale).
Trapezul isoscel
Trapezul isoscel are proprietăți importante, foarte des folosite în probleme:
- Laturile laterale sunt congruente: .
- Unghiurile alăturate fiecărei baze sunt congruente: unghiurile de la baza mare sunt egale între ele, la fel cele de la baza mică. Deci și .
- Diagonalele sunt congruente: .
- Are o axă de simetrie: mediatoarea comună a celor două baze (perpendiculara pe baze prin mijloacele lor).
Reciproc, dacă într-un trapez diagonalele sunt congruente (sau unghiurile alăturate unei baze sunt congruente), atunci trapezul este isoscel — criteriu util în problemele de tip „arată că trapezul este isoscel”.
Linia mijlocie a trapezului
Linia mijlocie a unui trapez este segmentul care unește mijloacele laturilor laterale (neparalele). Ea are două proprietăți fundamentale:
- este paralelă cu bazele;
- are lungimea egală cu media aritmetică a bazelor:
De aici deducem relații utile: dacă știm linia mijlocie și o bază, aflăm cealaltă bază: . De asemenea, distanța dintre linia mijlocie și fiecare bază este , iar linia mijlocie împarte trapezul în două trapeze mai mici de înălțimi egale.
Aria trapezului
Aria trapezului se calculează cu formula:
Deoarece este chiar linia mijlocie , aria se poate scrie foarte simplu ca linia mijlocie înmulțită cu înălțimea: . Această legătură dintre linia mijlocie și arie apare frecvent în subiectele de examen și oferă o cale rapidă de calcul.