12.04.2019 Views

Математика, уџбеник са збирком задатака за први разред гимназије, Klett

Create successful ePaper yourself

Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.

Небојша Икодиновић<br />

МАТЕМАТИКА<br />

Уџбеник <strong>са</strong> <strong>збирком</strong> <strong><strong>за</strong>датака</strong> <strong>за</strong> <strong>први</strong> <strong>разред</strong> гимназијe<br />

1.<br />

Уџбеник<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Небојша Икодиновић<br />

МАТЕМАТИКА<br />

Уџбеник <strong>са</strong> <strong>збирком</strong> <strong><strong>за</strong>датака</strong><br />

<strong>за</strong> <strong>први</strong> <strong>разред</strong> <strong>гимназије</strong><br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


<strong>Математика</strong><br />

Уџбеник <strong>са</strong> <strong>збирком</strong> <strong><strong>за</strong>датака</strong><br />

<strong>за</strong> <strong>први</strong> <strong>разред</strong> <strong>гимназије</strong><br />

Прво издање<br />

Аутор: др Небојша Икодиновић<br />

Илустрације: Андреј Војковић, Милан Драгојловић, shutterstock<br />

Рецензенти: проф. др Радо<strong>са</strong>в Ђорђевић, Природно-математички факултет у Крагујевцу<br />

Милибор Саковић, Прва економска школа у Београду<br />

Невена Василић Лукић, Прва београдска гимназија<br />

Графичко обликовање и обликовање корица: „Total Idea”, Нови Сад<br />

Лектура: Јована Ђокић, Весна Јованкић<br />

Издавач: Издавачка кућа „Кlett” д.о.о.<br />

Маршала Бирјузова 3–5/IV, 11000 Београд<br />

Teл.: 011/3348-384, факс: 011/3348-385<br />

office@klett.rs, www.klett.rs<br />

За издавача: Гордана Кнежевић Орлић<br />

Главни уредник: Алек<strong>са</strong>ндар Рајковић<br />

Уредник: др Бранислав Поповић<br />

Руководилац пројекта: Алек<strong>са</strong>ндар Рајковић<br />

© <strong>Klett</strong>, 2019.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова<br />

у било ком обиму и поступку, укључујући фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним<br />

јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу <strong>са</strong> места и у време које он одабере,<br />

без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним<br />

правима.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Реч аутора<br />

Уџбеник пред вама је напи<strong>са</strong>н према новом наставном плану и програму математике <strong>за</strong> <strong>први</strong> <strong>разред</strong><br />

гимназија, али је прилагођен и програмима математике у средњим стручним школама. Иако постоје<br />

разлике међу наставним плановима и програмима <strong>за</strong> поједине типове средњих школа, много је више<br />

поклапања. Сви програми предвиђају исте наставне целине (различитог обима), које се надовезују и<br />

проширују на теме обрађене у основној школи.<br />

Сматрамо да је добро барем у првом <strong>разред</strong>у, када то програми допуштају, понудити <strong>за</strong>једничку<br />

књигу <strong>за</strong> све средњошколце. Пре свега, то је корисно због усвајања <strong>за</strong>једничких стандарда <strong>за</strong> средње<br />

образовање и опште тенденције да се продужи период у којем се младим људима пружају подједнаке<br />

шансе када је у питању образовање. Напослетку, верујемо да на тај начин може доћи до поди<strong>за</strong>ња<br />

нивоа математичке писмености, а тиме и нивоа образовања уопште.<br />

Узимајући у обзир разлике у <strong>са</strong>држајима поменутих програма као и три нивоа знања које предвиђају<br />

стандарди <strong>за</strong> крај средњег образовања, <strong>са</strong>држаји ове књиге су подељени на три нивоа – А, Б и В.<br />

Дату поделу треба схватити оријентационо и флексибилно, јер постављање јасних граница међу<br />

програмима и нивоима постигнућа нити је могуће нити је добро <strong>за</strong> образовање.<br />

Сугестије и примедбе читалаца ове књиге увек су добродошле.<br />

Аутор<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

3


У<br />

2<br />

1 57648 9<br />

Како учити из ове књиге<br />

УВОД У ГЕОМЕТРИЈУ<br />

Тачке, праве и равни. Односи припадања (92)<br />

А Односи припадања између тачака, правих и равни (92)<br />

Б Последице аксиоме припадања (96)<br />

Паралелност (98)<br />

А Паралелност правих; аксиома паралелности (98)<br />

Б Последице аксиоме паралелности (99)<br />

Распоред тачака. Дуж, полуправа и полураван (100)<br />

А Распоред тачака; дуж, полуправа, полураван (100)<br />

Б Пашова теорема (103)<br />

Важне геометријске фигуре. Угао и многоугао (104)<br />

А Конвексне и неконвексне фигуре; угао и многоугао (104)<br />

Наставне теме су обрађене у посебним главама.<br />

Наслови лекција у оквиру теме истакнути су масним<br />

словима. Испод наслова лекције наведено је којим<br />

нивоима поједини њени делови припадају. Сваки ниво<br />

прати и опис одговарајућег <strong>са</strong>држаја. Касније, у оквиру<br />

<strong>са</strong>мих лекција, истакнути су <strong>са</strong>мо нивои, док су описи<br />

или изостављени или су на маргинама истакнуте<br />

њихове скраћене верзије.<br />

Према дефиницији, постоји бесконачно много<br />

парова бројева чија је размера иста, тј. чији је<br />

количник исти.<br />

Ако су једнако вредне<br />

сумe од D$ и E€ и<br />

суме од X$ и Y€, онда је<br />

D<br />

E = X Y .<br />

Ако је размера два броја a и b једнака размери бројева c и d, тј. ако је<br />

a : b = c : d, односно, a b = c d ,<br />

кажемо да су ови парови пропорционални. Дату једнакост називамо<br />

пропорцијом.<br />

Пропорционалност<br />

дефиниција<br />

Пример 3.<br />

Ако пар бројева a и b образује пропорцију <strong>са</strong> паром c и d, и ако су позната<br />

a<br />

=<br />

x<br />

три броја, четврти се једноставно одређује на основу познатих алгебарских b d<br />

<strong>за</strong>конитости.<br />

7<br />

6 : x = 1 7 : 1 a<br />

3<br />

0,12 : 0,4 = x : 0,01<br />

=<br />

c<br />

7<br />

6 : x = 3 0,3 = x : 0,01<br />

b x<br />

7<br />

x = 0,3 . 0,01 = 0,003<br />

x = 7 6 : 3 7 = 49<br />

<br />

18 Угао између тангенте и тетиве која <strong>са</strong>држи тачку додира једнак је<br />

Наредна теорема као и <strong>за</strong>датак одговарајућем наведен после периферијском ње дају особине углу пропoрција над луком које су одређеним том тетивом.<br />

веома корисне.<br />

Ако су a, b, Ова c и d теорема реални бројеви, нам омогућава сви различити још једну од нуле, важну тада конструкцију.<br />

је<br />

основна особина пропорција<br />

a : b = c : d акко a . d = b . c.<br />

Пример 6.<br />

Доказ. Једнакост a : b = c : d <strong>за</strong>пи<strong>са</strong>ћемо у облику a b = c . Ако обе стране ове<br />

Нека је дата дуж AB и угао φ. d Конструишимо скуп свих тачака из којих се дуж AB<br />

једнакости помножимо види <strong>са</strong> bd, под добијамо углом φ.<br />

a b . (bd) = c d . (bd),<br />

одакле следи (након скраћивања) да је ad = bc.<br />

Такође, ако обе стране једнакости ad = bc поделимо <strong>са</strong> bd, добијамо ad<br />

bd = bc<br />

db ,<br />

односно, a b = c d . ■<br />

a : b = c : d<br />

спољашњи a<br />

2. Задатак<br />

b = c унутрашњи<br />

чланови d чланови<br />

Нека су a, b, c и d бројеви различити од нуле.<br />

Докажи да је једнакост a : b = c : d еквивалентна свакој од следећих једнакости: ad = bc<br />

1) b : a = d : c;<br />

2) a : c = b : d; (Унутрашњи чланови пропорције могу <strong>за</strong>менити места.)<br />

3) d : b = c : a; (Спољашњи чланови пропорције могу <strong>за</strong>менити места.)<br />

4) ak : bk = c : d, <strong>за</strong> сваки број k различит од нуле;<br />

5) ak : b = ck : d, <strong>за</strong> сваки број k различит од нуле.<br />

Тражена конструкција је на сликама изнад прика<strong>за</strong>на<br />

„корак по корак”. <br />

8. Задатак<br />

Конструиши ∆ABC ако је дато a, α, h a .<br />

113<br />

Лењиром и шестаром није могуће конструи<strong>са</strong>ти угао од 20°<br />

Проблем трисекције угла је древни антички проблем: „Да ли је могуће<br />

употребом <strong>са</strong>мо лењира и шестара сваки угао поделити на три подударна угла<br />

конструкцијом две полуправе?”<br />

Много векова су математичари безуспешно покушавали да реше овај проблем.<br />

Тек у XIX веку, два миленијума након формулације проблема, дока<strong>за</strong>но је да<br />

није могуће извршити трисекцију било ког угла. Коришћењем метода алгебре,<br />

пока<strong>за</strong>но је да се лењиром и шестаром не може конструи<strong>са</strong>ти угао чија је<br />

мера 20°, па је дакле немогуће угао од 60° лењиром и шестаром поделити на<br />

три једнака дела. (Наравно, постоје углови чије трећине веома једноставно<br />

конструишемо; на пример прави углови или опружени углови.)<br />

Постоје „алати” помоћу којих је могуће поделити сваки угао на три једнака<br />

дела.<br />

теорема<br />

Подударност<br />

169<br />

Сваки одељак је обликован у складу <strong>са</strong> уобичајеном<br />

структуром математичког текста. Дефиниције и<br />

теореме <strong>са</strong> доказима најважнији су делови текста<br />

и посебно су истакнути. Завршетак сваког дока<strong>за</strong><br />

означен је квадратићем ■. Прате их детаљно урађени<br />

примери. Крај примера је означен ромбом. Примере<br />

прате <strong>за</strong>даци који су бирани тако да њихово решавање<br />

доприноси бољем разумевању <strong>са</strong>држаја о којима је<br />

реч. Зато предлажемо да решавање ових <strong><strong>за</strong>датака</strong><br />

буде <strong>са</strong>ставни део упознавања <strong>са</strong> одговарајућим<br />

<strong>са</strong>држајима. Решења ових <strong><strong>за</strong>датака</strong> нису дата на крају<br />

књиге јер сматрамо да их свако може решити на основу<br />

објашњења и примера који им претходе.<br />

На маргинама, али и у посебним блоковима дате су<br />

важне напомене које прате основни текст, истакнута су<br />

најважнија тврђења, као и слике које илуструју текст<br />

и олакшавају сналажење у књизи. Знак <strong>за</strong> опасност<br />

(троугао <strong>са</strong> узвичником) позива <strong>са</strong>мо на појачану<br />

пажњу приликом читања, како би се нагласиле неке<br />

типичне недоумице и нејасноће.<br />

У посебним блоковима дати су необавезни <strong>са</strong>држаји<br />

који су у директној вези <strong>са</strong> основним текстом.<br />

Ови кратки текстови доносе неке математичке<br />

<strong>за</strong>нимљивости, а понекада и детаљнија и прецизнија<br />

објашњења појмова и концепата који по <strong>са</strong>држају<br />

превазилазе оквире програма.<br />

4<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


0<br />

mm<br />

inches<br />

254<br />

А<br />

Ако је c < 0, онда су <strong>за</strong><br />

произвољне реалне<br />

бројеве x и y тачне<br />

импликације:<br />

x < y cx > cy,<br />

x > y cx < cy,<br />

x ≤ y cx ≥ cy,<br />

x ≥ y cx ≤ cy.<br />

Линеарне неједначине <strong>са</strong> једном непознатом<br />

Пример 1.<br />

Подсетимо се решавања и геометријског приказивања скупа решења следећих<br />

једноставних линеарних неједначина.<br />

2x + 3 > x + 2 / – x x ≤ 2x + 1 / – 2x<br />

2x + 3 – x > x + 2 – x<br />

x – 2x ≤ 2x + 1 – 2x<br />

–x ≤ 1 / ∙ (–1)<br />

x + 3 > 2 / – 3<br />

x + 3 – 3 > 2 – 3 x ≥ –1<br />

x > –1<br />

x [–1, +∞)<br />

x (–1, +∞)<br />

(–1, +∞) [–1, +∞)<br />

5 > 2x + 1 / – 1 x – 1 ≤ / ∙ 4<br />

5 – 1 > 2x + 1 – 1 4x – 4 ≤ x – 3 / – x<br />

4 > 2x / : 2 3x – 4 ≤ – 3 / + 4<br />

2 > x 3x ≤ 1 / : 3<br />

Б<br />

Једначине у којима x < 2 се појављују апсолутне вредности x ≤ решaвамо тако што се најпре Једначине <strong>са</strong><br />

ослобађамо апсолутне вредности помоћу следеће еквиваленције:<br />

апсолутним<br />

x (–∞, 2) x –∞, 1 вредностима<br />

1. случај 2. случај<br />

3<br />

|A(x)| = B(x) (A(x) ≥ 0A(x) = B(x))(A(x) < 0 – A(x)<br />

–∞, 1 = B(x)).<br />

Апсолутну вредност<br />

Слично поступамо <strong>са</strong> (–∞, неједначинама.<br />

2)<br />

3<br />

броја смо дефини<strong>са</strong>ли<br />

на страни 74. Запис<br />

Пример 9.<br />

који се при томе<br />

користи<br />

Решимо две једначине <strong>са</strong> апсолутним вредностима:<br />

Скупови решења датих неједначина су такозвани неограничени интервали које<br />

1) 2 – |x<br />

смо<br />

+ 1|<br />

дефини<strong>са</strong>ли<br />

= – 1 2 x, на страни 69. Према тим<br />

2) 2<br />

дефиницијама<br />

– |x + 1| = – 1 x, x ≥ 0,<br />

4 x + је:<br />

3.<br />

|x| =<br />

– x, x < 0,<br />

x ≥ a x [a, +∞)<br />

читамо и схватамо на<br />

1. случај: x + 1 ≥ 0, тј. x ≥ – 1. Тада је x > a 1. x случај: (a, +∞) x + 1 ≥ 0, тј. x ≥ –1. Тада је<br />

|x + 1| = x + 1, па имамо да је x ≤ a x (–∞, a]<br />

2 – (x + 1) = – 1 2 – (x + 1) = – 1 следећи начин:<br />

x < a x (–∞, a). <br />

2 x,<br />

4 x + 3,<br />

• ако је x ≥ 0, онда је<br />

|x| = x,<br />

одакле је x = – 8<br />

одакле је Пример x = 2. Пошто 2. број 2<br />

3 . Пошто број – 8 3 не<br />

• ако је x < 0, онда је<br />

|x| = – x.<br />

<strong>за</strong>довољава<br />

Скуп решења<br />

услов x<br />

неке<br />

≥ –1,<br />

неједначине<br />

овај број <strong>за</strong>довољава услов x ≥ –1, овај број није<br />

може бити и пра<strong>за</strong>н. Рецимо, неједначина<br />

јесте решење<br />

x + 2 < x<br />

дате<br />

+ 1 нема<br />

једначине.<br />

решење дате једначине.<br />

решења.<br />

2. случај: Насупрот x + 1 < 0, томе, тј. x сваки < –1. Тада реалан број је решење<br />

2. случај:<br />

неједначине<br />

x + 1 < 0, тј.<br />

x +<br />

x<br />

2<br />

<<br />

><br />

–1.<br />

x +<br />

Тада<br />

1, тј. скуп<br />

је<br />

|x + 1| = свих –(x + решења 1), па имамо ове<br />

Внеједначине да јесте скуп свих реалних бројева R који понекада<br />

означавамо и као интервал (–∞, +∞). <br />

2 – (–(x + 1)) = – 1 2 x,<br />

2 – (–(x + 1)) = – 1 4 x + 3,<br />

Неједначине<br />

Пример одакле 11. је x = 0. Пошто број 0 не<br />

одакле је x = –2. Пошто <strong>са</strong> број апсолутним –2<br />

<strong>за</strong>довољава услов x < –1, ни овај број<br />

<strong>за</strong>довољава услов x < –1, вредностима<br />

и овај број<br />

Решимо неједначину |x – 1| + |x| + |x + 1| > 5.<br />

није решење дате једначине.<br />

јесте решење дате једначине.<br />

1. случај: x < – 1, тј. x (–∞, –1).<br />

x – 1<br />

Дакле, дата једначина има два решења:<br />

Дата Дакле, неједначина дата једначина се своди на нема неједначину решења. <br />

2 и –2.<br />

–x + 1 – x – x – 1 > 5<br />

која је еквивалентна <strong>са</strong> x < – 5<br />

Пример 10.<br />

3 , тј. x –∞, – 5 3 .<br />

x<br />

Дакле, сви бројеви из<br />

Решимо једначину |x – 1| + |x| = 1.<br />

(–∞, –1) –∞, – 5<br />

У овом случају треба разматрати истовремено знак два изра<strong>за</strong>, x – 1 и x, па је <strong>за</strong>то 3 = –∞, – 5 x + 1<br />

су решења дате неједначине.<br />

3<br />

погодно формирати шему налик онима из примера 6, 7 и 8.<br />

2. случај: –1 ≤ x < 0, тј. x [–1,0).<br />

1. случај: x < 0. Тада је |x – 1| = –(x – 1) и |x| = –x, па дата једначина постаје<br />

x – 1<br />

Дата неједначина се своди на неједначину<br />

–x + 1 – x = 1. Решење ове једначине је број 0 који у овом случају одбацујемо –x + јер 1 – не x + x + 1 > 5<br />

<strong>за</strong>довољава услов x < 0.<br />

која је еквивалентна <strong>са</strong> x < –3, тј. x (–∞, –3). x<br />

2. случај: 0 ≤ x < 1. Тада је |x – 1| = –(x – 1) Овај и |x| случај = x, па нам дата не једначина даје решења постаје полазне неједначине јер је<br />

–x + 1 + x = 1. Пошто се у овом случају дата једначина своди на тачну једнакост, [–1,0) (–∞, –3) = .<br />

њена решења су сви бројеви x који <strong>за</strong>довољавају услов 0 ≤ x < 1; дакле сви бројеви<br />

из [0,1).<br />

3. случај: 0 ≤ x < 1, тј. x [0,1).<br />

3 случај: 1 ≤ x. Сада је |x – 1| = x – 1 и |x| = Дата x, па неједначина дата једначина се своди постаје на x неједначину<br />

– 1 + x = 1.<br />

Решење ове једначине је број 1. Пошто број 1 <strong>за</strong>довољава услов x ≥ 1, он –x је решење + 1 + x + x + 1 > 5<br />

и полазне једначине.<br />

која је еквивалентна <strong>са</strong> x > 3, тј. x (3, +∞).<br />

Као и у претходном случају и овога пута не добијамо решења полазне неједначине<br />

Дакле, скуп решења дате једначине је [0,1) јер је {1} = [0,1]. <br />

[0,1) (3, +∞) = .<br />

4. случај: 1 ≤ x, тј. x (1, +∞).<br />

Дата неједначина се своди на неједначину<br />

x – 1 + x + x + 1 > 5<br />

која је еквивалентна <strong>са</strong> x > 5 3 , тј. x 5 3 , +∞ .<br />

Сви бројеви из<br />

(1, +∞) 5 3 , +∞ = 5 3 , +∞<br />

су решења дате неједначине.<br />

259<br />

Садржаји књиге су подељени на три нивоа – А, Б и<br />

В. За сваки одељак или део одељка истакнут је ниво<br />

у складу <strong>са</strong> различитим обимом који предвиђају<br />

поједини програми, односно нивои постигнућа.<br />

Ниво А покрива основна знања. Садржаји који су<br />

означени <strong>са</strong> А чине целину <strong>за</strong> себе и могу се читати<br />

не<strong>за</strong>висно од делова Б и В.<br />

Делови књиге који су означени <strong>са</strong> Б настављају се на<br />

делове који су означени <strong>са</strong> А и <strong>са</strong> њима представљају<br />

нову целину у оквиру књиге.<br />

Део В се надовезује на делове означене <strong>са</strong> А и Б и<br />

<strong>са</strong>држи најсложеније делове градива. Садржаји<br />

овог дела могу се интерпретирати и као <strong>са</strong>држаји <strong>за</strong><br />

напредни ниво постигнућа.<br />

Дакле, скуп решења дате неједначине је –∞, – 5 3<br />

5 3 , +∞ . <br />

260<br />

Неједначине <strong>са</strong><br />

параметрима<br />

Пример 12.<br />

Решимо неједначину ax + 1 < x + a 2 , где је a параметар.<br />

Дата неједначина је еквивалентна <strong>са</strong><br />

(a – 1)x < (a – 1)(a + 1).<br />

У <strong>за</strong>висности од тога да ли је a – 1 позитивно, негативно или је једнако нули,<br />

разликујемо следеће случајеве.<br />

1. случај: a < 1. Тада је a – 1 < 0, па је скуп решења дате неједначине (a + 1, +∞).<br />

2. случај: a > 1. Тада је скуп решења дате неједначине (–∞, a + 1).<br />

3. случај: a = 1. У овом случају дата неједначина нема решења. <br />

5<br />

2<br />

57648 19<br />

A<br />

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 12 13 14 15 16 17<br />

1 2 3 4 5 6<br />

Збир углова<br />

конвексног<br />

четвороугла једнак<br />

је 360°.<br />

Задаци<br />

Размере и пропорције<br />

1. У табели су дати односи америчких јединица мере <strong>за</strong> дужину и стандардних<br />

јединица мерe <strong>за</strong> дужину.<br />

1 inch (in) [инч] 25,4 mm<br />

1 foot (ft) [фут, стопа] 12 in 30,48 сm<br />

1 yard (yd) [јард] 3 ft 0,9144 m<br />

1 mile (mi) [миља] 5 280 ft 1,609 km<br />

1) Дијагонала ТВ екрана дугачка је 37 инча. Колика је њена дужина у<br />

центиметрима?<br />

2) Растојање између Вашингтона и Њујорка, ваздушном линијом износи 204<br />

миље. Колико је то растојање у километрима?<br />

3) Колико приближно инча има један центиметар?<br />

2. Формирај пропорцију, ако је могуће, од бројева 15, 18, 35 и 42.<br />

3. Одреди број x, ако је:<br />

1) x : 1 3 = 2 5 : 3 4 ; 2) 0,3 : x = 0,6 : 0,2 ; 3) x : 1 1 3 = 1 2 5 : 1 3 ; 4) 0,01 : 0,1 = x : 0,01.<br />

4<br />

4. Одреди продужену пропорцију, ако је x : y = 3 : 5, y : z = 2 : 3 и z : u = 4 : 3.<br />

5. Докажи следеће специјалне случајеве теореме <strong>са</strong> стране 85. Нека су a, b, c и d<br />

реални бројеви, сви различити од нуле, такви да је a : b = c : d. Онда је:<br />

1) (a + c) : (b + d) = a : b, под условом да је b + d ≠ 0;<br />

2) (a – c) : (b – d) = a : b, под условом да је b – d ≠ 0;<br />

3) (2a – 3c) : (2b – 3d) = a : b, под условом да је 2b – 3d ≠ 0;<br />

4) (ax + cy) : (bx + dy) = a : b, <strong>за</strong> све бројеве x и y такве да је bx + dy ≠ 0 .<br />

6. Нека су a, b, c, d, α, β, γ и δ реални бројеви, сви различити од нуле. Ако је<br />

a : b = c : d, докажи да је (αa + βb) : (γa + δb) = (αc + βd) : (γc + δd).<br />

7. Одреди углoве α, β, γ и δ конвексног четвороугла, ако је α : β : γ : δ = 1 : 2 : 3 : 4.<br />

8. Одреди бројеве x, y и z, ако је x : y : z = 3 : 5 : 7 и x + 2y + 3z = 51.<br />

На крају сваке наставне теме дати су <strong>за</strong>даци који служе<br />

<strong>за</strong> вежбање и утврђивање појединих <strong>са</strong>држаја теме.<br />

Ових <strong><strong>за</strong>датака</strong> има више од 400.<br />

Задаци су подељени у три групе у складу <strong>са</strong> поделом<br />

<strong>са</strong>држаја наставних тема на делове А, Б и В.<br />

За један број <strong><strong>за</strong>датака</strong> дата су упутства, а неке <strong>за</strong>датке<br />

прате напомене у блоковима. Њихов циљ није <strong>са</strong>мо<br />

да олакшају решавање <strong>за</strong>датка већ и да укажу на<br />

пове<strong>за</strong>ност појмова и концепата.<br />

Б<br />

9. Одреди бројеве x, y и z, ако је x : y = 5 : 6, y : z = 2 : 3 и x + y + z = 80.<br />

10. Нека су a, b, c и d бројеви различити од нуле такви да је b – 3a ≠ 0, 2b + d ≠ 0 и<br />

(a – 3c) : (b – 3d) = (2a + c) : (2b + d). Докажи да је a : b = c : d.<br />

11. Нека су a 1 , a 2 , ..., a n и b 1 , b 2 , ..., b n реални бројеви, сви различити од нуле, такви<br />

да је a 1 : a 2 : ... : a n = b 1 : b 2 : ... : b n . Докажи да је<br />

k 1a 1 + k 2a 2 + ... + k na n = l 1a 1 + l 2a 2 + ... + l na n<br />

k 1 b 1 + k 2 b 2 + ... + k n b n l 1 b 1 + l 2 b 2 + ... + l n b n<br />

<strong>за</strong> било које бројеве k 1 , k 2 , ... ,k n , l 1 , l 2 , ... , l n , такве да су бројеви који образују<br />

пропорцију различити од нуле.<br />

126<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

5


У<br />

2<br />

1 57648 9<br />

Садржај<br />

ЛОГИКА И СКУПОВИ 9<br />

Логички везници. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10<br />

Исказне формуле. Таутологије. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14<br />

Таутологије и <strong>за</strong>кони <strong>за</strong>кључивања . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17<br />

Скупови . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20<br />

Уређени пар. Декартов производ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24<br />

Бинарне релације. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26<br />

Функције . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30<br />

Елементи комбинаторике . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34<br />

Квантификатори . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39<br />

Задаци . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42<br />

ЦЕЛИ БРОЈЕВИ 47<br />

Дељивост целих бројева . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48<br />

Прости бројеви . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52<br />

Бројевне базе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .57<br />

Задаци . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .60<br />

РЕАЛНИ БРОЈЕВИ 61<br />

Скуп рационалних бројева. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .62<br />

Скуп реалних бројева. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .66<br />

Апсолутна вредност реалног броја. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .74<br />

Приближне вредности реалних бројева . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76<br />

Степен чији је изложилац цео број. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .81<br />

Задаци . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .87<br />

УВОД У ГЕОМЕТРИЈУ 91<br />

Тачке, праве и равни. Односи припадања. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .92<br />

Паралелност . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .98<br />

Распоред тачака. Дуж, полуправа и полураван . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100<br />

Важне геометријске фигуре. Угао и многоугао . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .104<br />

Задаци . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .108<br />

6<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


ПРОПОРЦИОНАЛНОСТ 111<br />

Размере и пропорције . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .112<br />

Директна и обрнута пропорционалност. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .116<br />

Примене пропорција . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .119<br />

Задаци . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .126<br />

ПОДУДАРНОСТ 129<br />

Подударност дужи и углова . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .130<br />

Ставови подударности троуглова и неке важне последице . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .137<br />

Основне особине троугла . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .144<br />

Основне особине круга . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .148<br />

Основне особине паралелограма и трапе<strong>за</strong> . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .151<br />

Вектори . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .155<br />

Геометријске конструкције . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .163<br />

Изометријске трансформације . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .170<br />

Задаци . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .178<br />

РАЦИОНАЛНИ АЛГЕБРАСКИ ИЗРАЗИ 187<br />

Појам изра<strong>за</strong>. Дрво изра<strong>за</strong> . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .188<br />

Цели алгебарски изрази . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .190<br />

Полиноми <strong>са</strong> једном променљивом . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .197<br />

НЗД и НЗС полинома . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .202<br />

Рационални алгебарски изрази. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .204<br />

Неке основне неједнакости. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .207<br />

Задаци . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .209<br />

СЛИЧНОСТ 213<br />

Мерење дужи и углова. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .214<br />

Размера дужи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .219<br />

Талесова теорема. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .222<br />

Хомотетија . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .225<br />

Сличност . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .229<br />

Примене ставова сличности. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .234<br />

Задаци . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .237<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

7


У<br />

2<br />

1 57648 9<br />

ЛИНЕАРНЕ ЈЕДНАЧИНЕ, НЕЈЕДНАЧИНЕ И СИСТЕМИ 243<br />

Линеарни изрази и једначине правих . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .244<br />

Линеарне једначине <strong>са</strong> једном непознатом. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .248<br />

Линеарне неједначине <strong>са</strong> једном непознатом. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .254<br />

Системи линеарних једначина. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .261<br />

Линеарне функције. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .265<br />

Задаци . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .269<br />

ТРИГОНОМЕТРИЈА ПРОВАОУГЛОГ ТРОУГЛА 275<br />

Тригонометријске функције оштрих углова . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .276<br />

Вредности тригонометријских функција оштрих углова . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .280<br />

Основни тригонометријски идентитети. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .282<br />

Примене тригонометријских функција. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .284<br />

Задаци . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .287<br />

8<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


ЛОГИКA И СКУПОВИ<br />

Логички везници (10)<br />

А Појам иска<strong>за</strong>; дефиниције логичких везника; логичка структура<br />

реченице (10)<br />

Исказне формуле. Таутологије (14)<br />

А Дефиниција исказне формуле; истинитосна таблица формуле;<br />

дефиниција таутологије (14)<br />

Б Метода свођења на апсурд (16)<br />

Таутологије и <strong>за</strong>кони <strong>за</strong>кључивања (17)<br />

А Неке важне таутологије и <strong>за</strong>кони <strong>за</strong>кључивања (17)<br />

Скупови (20)<br />

А Начини <strong>за</strong>давања скупова; једнакост скупова; подскуп скупа; скуповне<br />

операције: унија, пресек, разлика; комплемент скупа; скуповни<br />

идентитети (20)<br />

Уређени пар. Декартов производ (24)<br />

А Дефиниција уређеног пара; дефиниција Декартовог производа два<br />

скупа (24)<br />

Б Идентитети <strong>са</strong> Декартовим производом; уређене тројке, четворке итд.,<br />

Декартов производ три и више скупова (25)<br />

Бинарне релације (26)<br />

А Дефиниција бинарне релације неког скупа; особине бинарних<br />

релација; релације поретка; релације еквиваленције и класе<br />

еквиваленције (26)<br />

Функције (30)<br />

А Дефиниција функције и примери функција; композиција функција;<br />

особине и врсте функција (30)<br />

Елементи комбинаторике (34)<br />

А Принцип збира; принцип укључења–искључења; принцип производа<br />

(34)<br />

Квантификатори (39)<br />

В Универ<strong>за</strong>лни и егзистенцијални квантификатор; логички <strong>за</strong>кони и<br />

квантификтори (39)<br />

Аристотел (384. пре<br />

н. е. – 322. пре н.е.)<br />

Готфрид Вилхелм<br />

Лајбниц (1646–1716)<br />

Џорџ Бул (1815–1864)<br />

Курт Гедел (1906–1978)<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


A<br />

Логички везници<br />

Међу многобројним <strong>за</strong>конима које проучава математика посебно важно место<br />

<strong>за</strong>узимају такозвани <strong>за</strong>кони мишљења, односно, <strong>за</strong>кључивања. Математичка<br />

дисциплина која се бави овим <strong>за</strong>конима назива се математичка логика.<br />

Закључивање је у великом броју случајева <strong>за</strong>сновано на тврдњама које могу бити<br />

тачне или нетачне. Такве тврдње називају се искази.<br />

Пример 1.<br />

Реченица „број 6 је мањи од броја 7” пример је тачног иска<strong>за</strong>.<br />

Реченица „број 5 је збир бројева 3 и 4” пример је иска<strong>за</strong> који није тачан. <br />

Исказе ћемо означавати малим словима латинице <strong>са</strong> или без индек<strong>са</strong>:<br />

a, b, c, ..., p, q, r, ..., p 1<br />

, q 1<br />

...<br />

Све чешће се<br />

у литератури<br />

истиносне вредности<br />

означавају <strong>са</strong> 1<br />

(тачно) и 0 (нетачно),<br />

уместо <strong>са</strong> ⊤ и ⊥.<br />

Истинитосну вредност тачно означавамо ⊤ (читамо „те”), а истинитосну<br />

вредност нетачно означавамо ⊥ (читамо „не те”).<br />

Ако је неки исказ p тачан, пишемо τ(p) = ⊤ (читај „тау од пе једнако те”), а ако<br />

је исказ p нетачан, пишемо τ(p) = ⊥. Дакле, <strong>са</strong> τ означавамо придруживање које<br />

сваком исказу додељује његову истинитосну вредност.<br />

1.<br />

Задатак<br />

Одреди истинитосне вредности иска<strong>за</strong> p, q и r, тј. τ(p), τ(q) и τ(r), ако је:<br />

p: број 1 је већи од броја 0,33;<br />

3<br />

q: постоји природан број x такав да је x + 2 = 1;<br />

r: <strong>за</strong> сваки природан број x тачна је неједнакост x + 1 > x.<br />

Као што операцијом<br />

<strong>са</strong>бирања пару бројева x<br />

и y придружујемо нови<br />

број x + y, тако логичком<br />

операцијом или, на<br />

пример, пару иска<strong>за</strong> p<br />

и q придружујемо нови<br />

исказ „p или q”.<br />

Од неких полазних иска<strong>за</strong> градимо нове исказе уз помоћ такозваних логичких<br />

везника, односно, логичких операција. Ове операције су <strong>за</strong>сноване на речима<br />

(везницима): или, и, не (није), ако ... онда, ако и <strong>са</strong>мо ако.<br />

2.<br />

Задатак<br />

Нека су дати искази:<br />

p: број 3 је већи од броја 4,<br />

q: број 2 је мањи од броја 5.<br />

Одреди истинитосне вредности иска<strong>за</strong> p и q, а <strong>за</strong>тим размотри истинитост<br />

следећих реченица:<br />

1) p и q: број 3 је већи од броја 4 и број 2 је мањи од броја 5,<br />

2) p или q: број 3 је већи од броја 4 или број 2 је мањи од броја 5,<br />

3) није p: није број 3 већи од броја 4,<br />

4) није q: није број 2 мањи од броја 5.<br />

10<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Логика и скупови<br />

Дисјункција два иска<strong>за</strong> p и q је исказ „p или q” који се означава pq.<br />

Дисјункција pq је тачна ако је бар један од иска<strong>за</strong> p, q тачан, а нетачна је ако<br />

су оба иска<strong>за</strong> p, q нетачна.<br />

Пример 2.<br />

τ(2 + 3 = 52 ≤ 3) = ⊤ τ(2 < 33 < 2) = ⊤ τ(3 > 52 < 5) = ⊤ τ(1 < 02 < 0) = ⊥ <br />

Конјункција два иска<strong>за</strong> p и q је исказ „p и q” који се означава pq. Конјункција<br />

pq је тачна ако су оба иска<strong>за</strong> p, q тачна, а нетачна је ако је бар један од иска<strong>за</strong><br />

p, q нетачан.<br />

Пример 3.<br />

τ(2 + 3 = 52 ≤ 3) = ⊤ τ(2 < 33 < 2) = ⊥ τ(3 > 52 < 5) = ⊥ τ(1 < 02 < 0) = ⊥ <br />

Негација иска<strong>за</strong> p је исказ „није p” који се означава ¬p. Негација ¬p је тачна<br />

ако је исказ p нетачан, а нетачна је ако је исказ p тачан.<br />

Пример 4.<br />

τ(¬3 > 5) = ⊤<br />

τ(¬2 < 4) = ⊥ <br />

Логичка операција која по значају <strong>за</strong>узима централно место у математици јесте<br />

импликација. Огроман је број математичких тврђења која су формули<strong>са</strong>на у<br />

облику ако p, онда q. Исказе овог облика означавамо p q. У говорном језику они<br />

се исказују и на један од следећих начина:<br />

p имплицира q, p повлачи q,<br />

из p следи q, q је последица претпоставке p,<br />

p је довољан услов <strong>за</strong> q, q је потребан услов <strong>за</strong> p.<br />

дефиниција<br />

τ(p) τ(q) τ(pq)<br />

⊤ ⊤ ⊤<br />

⊤ ⊥ ⊤<br />

⊥ ⊤ ⊤<br />

⊥ ⊥ ⊥<br />

дефиниција<br />

τ(p) τ(q) τ(pq)<br />

⊤ ⊤ ⊤<br />

⊤ ⊥ ⊥<br />

⊥ ⊤ ⊥<br />

⊥ ⊥ ⊥<br />

дефиниција<br />

τ(p)<br />

⊤<br />

⊥<br />

τ(¬p)<br />

⊥<br />

⊤<br />

p је довољан услов <strong>за</strong> q<br />

p q<br />

q је потребан услов <strong>за</strong> p<br />

Пример 5.<br />

Претпоставимо да су нечији родитељи изјавили:<br />

Ако ове школске године будеш имао све петице, купићемо ти рачунар.<br />

Ова изјава је облика p q, где је p исказ ти ћеш ове школске године имати све<br />

петице, а q исказ ми ћемо ти купити рачунар. Када сматрамо да родитељи говоре<br />

истину? Ако ученик има све петице и родитељи му купе рачунар, тј. ако су оба<br />

иска<strong>за</strong> тачна, дата изјава родитеља је, свакако, тачна.<br />

Ако ученик има све петице, а родитељи му не купе рачунар, онда су, најблаже<br />

речено, родитељи лагали. Дакле, ако је p тачно, а q нетачно, онда је p q нетачно.<br />

Ако ученик нема све петице, а родитељи му купе рачунар, онда родитеље сигурно<br />

нећемо сматрати лажовима. Дакле, ако је p нетачно, а q тачно, онда p q сматрамо<br />

тачном изјавом.<br />

Нај<strong>за</strong>д, претпоставимо да ученик нема све петице и родитељи му нису купили<br />

рачунар. Пошто ученик није испунио своју обавезу, обавезе су ослобођени и<br />

родитељи. И у овом случају дату изјаву сматрамо тачном. <br />

⊤ ⊤<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

11


1<br />

2<br />

1 57648 9<br />

дефиниција<br />

τ(p) τ(q) τ(p q)<br />

⊤ ⊤ ⊤<br />

⊤ ⊥ ⊥<br />

⊥ ⊤ ⊤<br />

⊥ ⊥ ⊤<br />

Уместо ако и <strong>са</strong>мо<br />

ако често се краће<br />

пише акко. Аналогно<br />

скраћивање је<br />

уобичајено у многим<br />

језицима. На пример, у<br />

енглеском се if and only<br />

if скраћује <strong>са</strong> iff.<br />

3.<br />

Импликација два иска<strong>за</strong> p и q је исказ „ако p, онда q” који се означава p q.<br />

Импликација p q је нетачна ако је исказ p тачан и исказ q нетачан, а тачна је<br />

у свим осталим случајевима.<br />

Пример 6.<br />

τ(2 + 3 = 5 2 ≤ 3) = ⊤ τ(2 < 3 3 < 2) = ⊥<br />

τ(3 > 5 2 < 5) = ⊤ τ(1 < 0 2 < 0) = ⊤ <br />

Задатак<br />

Која од речи потребно или довољно треба да стоји уместо *** да би следеће<br />

реченице биле тачне?<br />

1) Да би број био већи од 100, *** је да буде већи од 1000.<br />

2) Да четвороугао буде правоугаоник, *** је да буде паралелограм.<br />

3) Да број буде дељив <strong>са</strong> 5, *** је да његова последња цифра буде 5.<br />

4) Да троугао буде једнакокраки, *** је да буде једнакостраничан.<br />

Импликације p q и q p су једна другој обратне.<br />

Конјункција две обратне импликације<br />

(p q)(q p)<br />

назива се еквиваленција и обележава се p q. Искази овог облика се у говорном<br />

језику изражавају на један од следећих начина:<br />

p ако и <strong>са</strong>мо ако q,<br />

p је еквивалентно <strong>са</strong> q,<br />

ако p, онда q и обратно,<br />

p је потребан и довољан услов <strong>за</strong> q.<br />

дефиниција<br />

τ(p) τ(q) τ(p q)<br />

⊤ ⊤ ⊤<br />

⊤ ⊥ ⊥<br />

⊥ ⊤ ⊥<br />

⊥ ⊥ ⊤<br />

4.<br />

Еквиваленција два иска<strong>за</strong> p и q је исказ „p ако и <strong>са</strong>мо ако q” који се означава<br />

p q. Еквиваленција p q је тачна ако су исте истинитосне вредности иска<strong>за</strong><br />

p, q, а нетачна је ако су истинитосне вредности иска<strong>за</strong> p, q различите.<br />

Пример 7.<br />

τ(2 + 3 = 5 2 ≤ 3) = ⊤ τ(2 < 3 3 < 2) = ⊥<br />

τ(3 > 5 2 < 5) = ⊥ τ(1 < 0 2 < 0) = ⊤ <br />

Задатак<br />

Одреди истинитосну вредност следећих иска<strong>за</strong>:<br />

1) 2 ∙ 6 > 0,5 ∙ 12 2 3 > 3 2 ; 2) 2 + 3,1 > 5 3,3 – 1,4 < 2;<br />

3) – 6 + 4 < 6 – 4 3 – 7 < 7 – 3; 4) 2 2 + 3 2 < 4 2 3 2 + 4 2 < 5 2 ;<br />

5) 11 ∙ 9 < 10 2 101 ∙ 99 < 100 2 ; 6) 2 ≤ 2 2 < 2;<br />

7) (0,1 > 0,01 –0,1 > –0,01) (3 2 < 3 ∙ 22 ∙ 3 < 2 3 );<br />

8) ¬ 2 3 > 3 2 2 5 < 5 2<br />

¬(¬0,1 ∙ 0,1 = 0,01).<br />

12<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Логика и скупови<br />

Пример 8.<br />

Одредимо логичку структуру (распоред елементарних иска<strong>за</strong> и логичких везника)<br />

реченице: Ана ће платити рату <strong>за</strong> ауто или у супротном неће моћи да га <strong>за</strong>држи.<br />

Прво уочимо елементарне исказе (тј. исказе у којима се не јављају логички<br />

везници) од којих се ова реченица <strong>са</strong>стоји:<br />

p: Ана ће платити рату <strong>за</strong> ауто;<br />

q: Ана ће моћи да <strong>за</strong>држи ауто.<br />

Користећи логичке везнике, полазну реченицу можемо <strong>за</strong>пи<strong>са</strong>ти на следећи<br />

начин:<br />

Ана ће платити рату <strong>за</strong> ауто<br />

<br />

¬(Ана ће платити рату <strong>за</strong> ауто)¬(Ана ће моћи да <strong>за</strong>држи ауто),<br />

односно,<br />

p(¬p¬q). <br />

Логичка структура<br />

реченице<br />

p ∨ (¬p∧¬q) ¬p<br />

p(¬p¬q) ¬p<br />

5.<br />

Задатак<br />

Дати су искази:<br />

p: наспрамне странице четвороугла су паралелне;<br />

q: наспрамне странице четвороугла су подударне;<br />

r: четвороугао је паралелограм.<br />

Одреди логичку структуру реченице: Ако је четвороугао паралелограм, онда су<br />

његове наспрамне странице паралелне и подударне.<br />

Пример 9.<br />

Нека су дати елементарни искази:<br />

p: Милена је наследила 300 000 евра;<br />

q: Милена ће отићи на море;<br />

r: Милена ће купити стан.<br />

Формирајмо од датих елементарних иска<strong>за</strong> реченицу чија је логичка структура<br />

дата формулом (p¬q) r. Тражена реченица гласи:<br />

Ако Милена наследи 300 000 евра и не оде на море, онда ће она купити стан. <br />

6.<br />

Задатак<br />

Дати су искази:<br />

p: Aцa је добио на лутрији;<br />

q: Аца иде на одмор;<br />

r: Аца ће купити аутомобил.<br />

1) Одреди логичку структуру реченице: Ако Аца добије на лутрији, отићи ће на<br />

одмор или ће купити аутомобил.<br />

2) Напиши реченицу која одговара исказу (p¬q) r.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

13


A<br />

Приметите аналогију<br />

између бројевних<br />

изра<strong>за</strong> и исказних<br />

формула. Сетите се да<br />

бројевне изразе градимо<br />

од променљивих<br />

(слова која означавају<br />

произвољне бројеве),<br />

константи и<br />

алгебарских операција.<br />

Исказне формуле. Таутологије<br />

Исказне формуле су логички изрази којима се описују структуре (облици) иска<strong>за</strong>.<br />

Исказне формуле градимо од:<br />

• исказних слова a, b, c, ..., p, q, r, ..., p 1<br />

, q 1<br />

...<br />

• логичких константи ⊤ и ⊥<br />

• логичких операција ,,¬, , <br />

употребом <strong>за</strong>града на уобичајени начин.<br />

Исказна слова и логичке константе су најједноставније исказне формуле.<br />

Ако су A и B исказне формуле, онда су и (AB), (AB), ¬A, (A B) и (A B)<br />

такође исказне формуле.<br />

Приликом <strong>за</strong>писивања исказних формула подразумева се следећи договор о<br />

приоритету логичких везника: ¬ је везник највећег приоритета, <strong>за</strong> њим следе и<br />

, који су подједнаког приоритета, а <strong>за</strong> њима и , такође једнаког приоритета.<br />

Примери исказних формула су: ⊤¬⊥, p⊤, ¬ (pq ¬r), ¬pq p и тако даље.<br />

⊤ ⊥<br />

⊤ ⊤ ⊤<br />

⊥ ⊤ ⊥<br />

⊤ ⊥<br />

⊤ ⊤ ⊥<br />

⊥ ⊥ ⊥<br />

¬⊤ = ⊥,¬⊥ = ⊤<br />

⊤ ⊥<br />

⊤ ⊤ ⊥<br />

⊥ ⊤ ⊤<br />

⊤ ⊥<br />

⊤ ⊤ ⊥<br />

⊥ ⊥ ⊤<br />

На основу таблица које су дате на странама 11 и 12, једноставно се одређује<br />

истинитосна вредност формула у којима су <strong>са</strong>мо логичке константе пове<strong>за</strong>не<br />

логичким операцијама на неки начин. На маргини су дате таблице логичких<br />

операција над логичким константама.<br />

Истинитосна вредност формуле у којој се појављују исказна слова <strong>за</strong>виси од<br />

истинитосних вредности које су додељене тим словима.<br />

Уколико се у некој исказној формули појављују <strong>са</strong>мо два исказна слова, онда на<br />

укупно четири начина можемо да доделимо истинитосне вредности тим словима.<br />

Ако се у исказној формули појављују три слова, онда имамо о<strong>са</strong>м могућности, ако<br />

се појављују четири слова, онда имамо 16 могућности, и уопште, ако се у исказној<br />

формули појављује n исказних слова, онда имамо 2 n могућности.<br />

Одређивање вредности неке формуле <strong>за</strong> свако додељивање истинитосних<br />

вредности исказним словима најједноставније је прика<strong>за</strong>ти у облику табеле коју<br />

називамо истинитосна таблица формуле.<br />

Пример 1.<br />

Прву врсту истинитосне таблице формуле ¬(p q)p формирамо у складу <strong>са</strong><br />

начином на који израчунавамо вредност ове формуле <strong>за</strong> конкретне вредности<br />

исказних слова p и q.<br />

p q p q ¬(p q) ¬(p q)p<br />

⊤ ⊤ ⊤ ⊥ ⊥<br />

⊤ ⊥ ⊥ ⊤ ⊤<br />

⊥ ⊤ ⊤ ⊥ ⊥<br />

⊥ ⊥ ⊤ ⊥ ⊥<br />

<br />

14<br />

1. Задатак<br />

Формирај истинитосну таблицу формуле p ¬(p¬(qp)).<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Логика и скупови<br />

Приликом формирања истинитосне таблице неке исказне фомуле, колоне у којима<br />

наводимо истинитосне вредности исказних слова попуњавамо систематично<br />

да не бисмо изоставили неку могућност. Општи поступак попуњавања колона<br />

које одговарају исказним словима може се видети у наредном примеру где је<br />

формирана таблица формуле <strong>са</strong> три исказна слова.<br />

Пример 2.<br />

Одредимо <strong>за</strong> које је истинитосне вредности исказних слова p, q и r формула<br />

(¬r pq) ⊥ тачна, ако такве вредности уопште постоје.<br />

Да ли постоје тражене истинитосне вредности и које су, открићемо из<br />

истинитосне таблице дате формуле.<br />

p q r ¬r pq ¬r pq (¬r pq) ⊥<br />

⊤ ⊤ ⊤ ⊥ ⊤ ⊤ ⊥<br />

⊤ ⊤ ⊥ ⊤ ⊤ ⊤ ⊥<br />

⊤ ⊥ ⊤ ⊥ ⊤ ⊤ ⊥<br />

⊤ ⊥ ⊥ ⊤ ⊤ ⊤ ⊥<br />

⊥ ⊤ ⊤ ⊥ ⊤ ⊤ ⊥<br />

⊥ ⊤ ⊥ ⊤ ⊤ ⊤ ⊥<br />

⊥ ⊥ ⊤ ⊥ ⊥ ⊤ ⊥<br />

⊥ ⊥ ⊥ ⊤ ⊥ ⊥ ⊤<br />

Попуњавање прве<br />

четири колоне<br />

истинитосне таблице<br />

формуле у којој се<br />

појављују четири слова.<br />

p q r s ...<br />

⊤ ⊤ ⊤ ⊤<br />

⊤ ⊤ ⊤ ⊥<br />

⊤ ⊤ ⊥ ⊤<br />

⊤ ⊤ ⊥ ⊥<br />

⊤ ⊥ ⊤ ⊤<br />

⊤ ⊥ ⊤ ⊥<br />

⊤ ⊥ ⊥ ⊤<br />

⊤ ⊥ ⊥ ⊥<br />

⊥ ⊤ ⊤ ⊤<br />

⊥ ⊤ ⊤ ⊥<br />

⊥ ⊤ ⊥ ⊤<br />

⊥ ⊤ ⊥ ⊥<br />

⊥ ⊥ ⊤ ⊤<br />

⊥ ⊥ ⊤ ⊥<br />

⊥ ⊥ ⊥ ⊤<br />

⊥ ⊥ ⊥ ⊥<br />

Из таблице видимо да је τ((¬r pq) ⊥) = ⊤ <strong>за</strong> τ(p) = τ(q) = τ(r) = ⊥, као и да је то<br />

једино решење постављеног <strong>за</strong>датка. <br />

Исказна формула је таутологија ако је тачна <strong>за</strong> било које истинитосне<br />

вредности исказних слова која се у њој појављују.<br />

Пример 3.<br />

Да је формула ¬(pq) ¬p¬q таутологија, <strong>за</strong>кључујемо из њене истинитосне<br />

таблице.<br />

дефиниција<br />

Реч таутологија је<br />

грчког порекла и<br />

образована је од речи<br />

таутос = исто и логос<br />

= разум, <strong>за</strong>кон, разлог.<br />

p q pq ¬(pq) ¬p ¬q ¬p¬q ¬(pq) ¬p¬q<br />

⊤ ⊤ ⊤ ⊥ ⊥ ⊥ ⊥ ⊤<br />

⊤ ⊥ ⊤ ⊥ ⊥ ⊤ ⊥ ⊤<br />

⊥ ⊤ ⊤ ⊥ ⊤ ⊥ ⊥ ⊤<br />

⊥ ⊥ ⊥ ⊤ ⊤ ⊤ ⊤ ⊤<br />

<br />

2. Задатак<br />

Испитај да ли су следеће формуле таутологије:<br />

1) p (pq); 2) p (pq);<br />

3) p (qr); 4) p (p qr).<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

15


2 57648<br />

Б<br />

Метода свођења<br />

на апсурд<br />

Апсурд је реч<br />

латинског порекла<br />

и значи бесмислица,<br />

логичка немогућност.<br />

Доказивање да је<br />

формула таутологија<br />

методом свођења<br />

на апсурд <strong>са</strong>стоји<br />

се у томе да се<br />

претпостави да<br />

дата формула није<br />

таутологија, а <strong>за</strong>тим<br />

се из те претпоставке,<br />

ослањањем на<br />

истинитосне<br />

таблице, изводи<br />

немогућа ситуација<br />

– на пример, да једна<br />

иста формула има<br />

две истинитосне<br />

вредности, и ⊤ и ⊥.<br />

Формирање истинитосне таблице је све <strong>за</strong>морнији по<strong>са</strong>о како се повећава број<br />

исказних слова која се у формули појављују, <strong>за</strong>то приликом разматрања исказних<br />

формула настојимо да <strong>за</strong>обиђемо формирање њене таблице када год је то могуће.<br />

У наредном примеру опи<strong>са</strong>ћемо још један поступак доказивања да је нека<br />

формула таутологија. Реч је о методи свођења на апсурд.<br />

Пример 4.<br />

Докажимо методом свођења на апсурд да je формула<br />

p(p q) q<br />

таутологија.<br />

Претпоставимо да дата формула није таутологија, тј. да је<br />

τ(p(p q) q) = ⊥.<br />

Узимајући у обзир таблицу импликације, <strong>за</strong>кључујемо да је тада<br />

τ(p(p q)) = ⊤ и τ(q) = ⊥.<br />

На основу таблице <strong>за</strong> конјункцију даље добијамо да је<br />

τ(p) = ⊤, τ(p q) = ⊤ и τ(q) = ⊥.<br />

Међутим, <strong>са</strong>да из τ(p) = ⊤ и τ(q) = ⊥, следи да је τ(p q) = ⊥, што није могуће јер<br />

смо раније <strong>за</strong>кључили да је τ(p q) = ⊤.<br />

Дакле, дата формула јесте таутологија. <br />

3.<br />

Пример 5.<br />

Потпуно аналогно претходном примеру доказујемо и следеће општије тврђење.<br />

Ако су A и B било које исказне формуле, онда је A(A B) B таутологија.<br />

Претпоставимо да дата формула није таутологија, тј. да је<br />

τ(A(A B) B) = ⊥.<br />

Узимајући у обзир таблицу импликације и конјункције, <strong>за</strong>кључујемо да је<br />

τ(A) = ⊤, τ(A B) = ⊤ и τ(B) = ⊥.<br />

Међутим, из τ(A) = ⊤ и τ(B) = ⊥, следи да је τ(A B) = ⊥, што није могуће јер је<br />

τ(A B) = ⊤.<br />

Приметимо да смо на овај начин дока<strong>за</strong>ли да су све формуле датог облика (којих<br />

има бесконачно много) таутологије. На пример, таутологије су<br />

(pq)(pq ¬r) ¬r [A = pq, B = ¬r]<br />

¬p(¬p (p q)) (p q) [A = ¬p, B = p q]<br />

и тако даље. <br />

4.<br />

Задатак<br />

Методом свођења на апсурд докажи да су следеће формуле таутологије:<br />

1) p (q p); 2) (p q)¬ q ¬p;<br />

3) (p q) (¬q ¬p); 4) (p q)(q p).<br />

Задатак<br />

Ако су A и B неке исказне формуле, докажи да је (¬A ¬B) (B A) таутологија.<br />

16<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Таутологије и <strong>за</strong>кони <strong>за</strong>кључивања<br />

Таутологије су исказне формуле којима се описују важни <strong>за</strong>кони мишљења. На<br />

који начин су таутологије <strong>са</strong>ставни део коректних <strong>за</strong>кључивања, илустроваћемо у<br />

наредним примерима.<br />

Пример 1.<br />

Чињеница да је p¬p таутологија, значи да је сваки сложен исказ овог облика увек<br />

тачан без обзира о ком исказу p je реч. Тачне су све реченице:<br />

Аца има 16 година или Аца нема 16 година;<br />

троугао ABC је правоугли или троугао ABC није правоугли;<br />

1,41 je решење једначине x 2 = 2 или 1,41 није решење једначине x 2 = 2. <br />

Закон искључења<br />

трећег<br />

p¬p<br />

А<br />

p¬p<br />

Пример 2.<br />

Један од најједноставнијих и најчешће коришћених <strong>за</strong>кона <strong>за</strong>кључивања базиран<br />

је на таутологији p(p q) q (види пример 4. на страни 16).<br />

Ова таутологија се на српском језику може иска<strong>за</strong>ти на следећи начин:<br />

ако је p и из p следује q, онда је q.<br />

Дакле, из претпоставки p и p q изводимо <strong>за</strong>кључак q.<br />

Сада није тешко открити поменуту таутологију у следећем <strong>за</strong>кључивању.<br />

Претпоставка p: Ана живи у Београду.<br />

Претпоставка p q: Ако Ана живи у Београду, онда Ана живи у Србији.<br />

Закључак q: Ана живи у Србији. <br />

Пример 3.<br />

На основу таутологије (p q)¬q ¬p, добијамо правило <strong>за</strong>кључивања према<br />

коме из претпоставки p q и ¬q изводимо <strong>за</strong>кључак ¬p.<br />

Наводимо и једно конкретно <strong>за</strong>кључивање базирано на овој таутологији.<br />

p q: Ако је четвороугао ABCD квадрат, онда се у њега може упи<strong>са</strong>ти круг.<br />

¬q: У четвороугао ABCD се не може упи<strong>са</strong>ти круг.<br />

Закључак ¬p: Четвороугао ABCD није квадрат. <br />

Пример 4.<br />

Таутологија (p q)(q r) (p r) стоји и<strong>за</strong> следећег једноставног<br />

<strong>за</strong>кључивања.<br />

Претпоставка p q: Ако неко живи у Београду, онда он живи у Србији.<br />

Претпоставка q r: Ако неко живи у Србији, онда он живи у Европи.<br />

Закључак p r: Ако неко живи у Београду, онда он живи у Европи.<br />

Modus ponens<br />

p(p q) q<br />

p p q<br />

q<br />

Modus tollens<br />

(p q)¬q ¬p<br />

p q ¬q<br />

¬p<br />

Tранзитивност<br />

импликације<br />

(p q)(q r) (p r)<br />

p q q r<br />

p r<br />

Аналогну примену, нарочито у математичким тврђењима, има таутологија<br />

(p q)(q r) (p r). <br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

17


1<br />

2<br />

1 57648 9<br />

Закони контрапозиције<br />

(¬q ¬p) (p q)<br />

Пример 5.<br />

Таутологија (¬q ¬p) (p q) се веома често среће у математичким доказима.<br />

Она омогућава да се уместо импликације p q докаже импликација ¬q ¬p.<br />

p q<br />

¬q ¬p<br />

Тако, ако желимо да докажемо импликацију:<br />

Ако је n 2 непаран број, онда је n непаран број,<br />

према овој таутологији уместо ње можемо дока<strong>за</strong>ти њој еквивалентну<br />

импликацију:<br />

Ако n није непаран број, онда n 2 није непаран број.<br />

Ова друга импликација је свакако једноставнија <strong>за</strong> доказивање. Заиста, ако n није<br />

непаран, онда је паран, тј. n = 2k, <strong>за</strong> неко k, па је n 2 = 4k 2 , одакле следи да је n 2 паран,<br />

што значи да није непаран. <br />

Пример 6.<br />

Најједноставнији доказ да је <strong>за</strong> сваки реалан број x тачна импликација<br />

1 – 3x ≠ 0 x ≠ 1 3<br />

јесте онај у коме се примењује таутологија (¬q ¬p) (p q). Према њој,<br />

тражена импликација је еквивалентна <strong>са</strong><br />

x = 1 1 – 3x = 0,<br />

3<br />

а ову импликацију је једноставно дока<strong>за</strong>ти јер треба <strong>са</strong>мо проверити да ли је тачна<br />

једнакост<br />

1 – 3 ∙ 1 3 = 0.<br />

Ова једнакост је тачна, чиме је доказ дате импликације <strong>за</strong>вршен. <br />

Свођење на апсурд<br />

(reductio ad absurdum)<br />

(¬p (q¬q) ) p<br />

Пример 7.<br />

Ако из ¬p следи q и ¬q (тј. нека два противречна тврђења), онда изводимо<br />

<strong>за</strong>кључак p. Ово правило <strong>за</strong>кључивања базирано је на таутологији<br />

(¬p (q¬q)) p.<br />

Најстарији пример примене овог <strong>за</strong>кона <strong>за</strong>кључивања је чувени доказ да једначина<br />

x 2 = 2 нема рационална решења. Овај доказ ћемо изложити касније на страни 67.<br />

Овом приликом ћемо прика<strong>за</strong>ти доказ једноставнијег тврђења<br />

p: број 1,41 није решење једначине x 2 = 2.<br />

Негација овог тврђења је<br />

¬p: број 1,41 јесте решење једначине x 2 = 2.<br />

Ако претпоставимо ¬p, онда бисмо имали да је<br />

q: 1,41 2 = 2,<br />

а лако се проверава да је<br />

¬q: 1,41 2 ≠ 2.<br />

Дакле, тачно је p. <br />

18<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Логика и скупови<br />

Пример 8.<br />

Типичан пример примене таутологије<br />

(p r)(q r) (pq r)<br />

представља доказ тврђења да је <strong>за</strong> сваки природан број n производ n(n + 1) паран<br />

број.<br />

Нека је<br />

p: n je паран број,<br />

q: n је непаран број,<br />

r: n(n + 1) је паран број.<br />

Није тешко дока<strong>за</strong>ти импликације p r (ако је n паран број, онда је n(n + 1)<br />

паран број) и q r (ако је n непаран број, онда је n(n + 1) паран број). На основу<br />

наведене таутологије добијамо да<br />

из n је паран број или n је непаран број следи да је n(n + 1) паран број,<br />

односно, да је <strong>за</strong> сваки природан број n производ n(n + 1) паран број. <br />

Закон набрајања<br />

(p r)(q r) <br />

(pq r)<br />

Пример 9.<br />

За свака два реална броја x и y тачне су еквиваленције<br />

x ∙ y = 0 x = 0y = 0<br />

и<br />

x 2 + y 2 = 0 x = 0y = 0.<br />

На основу таутологија<br />

(p q) (¬p ¬q),<br />

¬(pq) ¬p¬q<br />

и<br />

¬(pq) ¬p¬q<br />

<strong>за</strong>кључујемо да су тачне и следеће еквиваленције<br />

x ∙ y ≠ 0 x ≠ 0y ≠ 0<br />

и<br />

x 2 + y 2 ≠ 0 x ≠ 0y ≠ 0.<br />

Заиста имамо да је<br />

(x ∙ y = 0 x = 0y = 0)<br />

(¬x ∙ y = 0 ¬(x = 0y = 0))<br />

(x ∙ y ≠ 0 ¬x = 0¬y = 0)<br />

(x ∙ y ≠ 0 x ≠ 0y ≠ 0),<br />

и<br />

(x 2 + y 2 = 0 x = 0y = 0)<br />

(¬x 2 + y 2 = 0 ¬(x = 0y = 0))<br />

(x 2 + y 2 ≠ 0 ¬x = 0¬y = 0)<br />

(x 2 + y 2 ≠ 0 x ≠ 0y ≠ 0).<br />

Овакво <strong>за</strong>писивање еквиваленција у низу, односно, формирање такозваног ланца<br />

еквиваленција, дозвољено је на основу таутологије<br />

(p q)(q r) (p r).<br />

Прецизније, према овој таутологији <strong>за</strong>кључујемо да уколико су еквивалентне<br />

сваке две суседне формуле у ланцу еквиваленција, онда су еквивалентне и прва и<br />

последња формула у том ланцу. <br />

Де Морганови <strong>за</strong>кони<br />

¬(pq) ¬p¬q<br />

¬(pq) ¬p¬q<br />

Tранзитивност<br />

еквиваленције<br />

(p q)(q r) <br />

(p r)<br />

p q q r<br />

p r<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

19


A<br />

Скупови<br />

Појмови скуп и скуповна припадност су основни математички појмови. Помоћу<br />

њих се уводе сви други математички објекти попут бројева, релација, функција,<br />

геометријских фигура итд.<br />

Интуитивно, скупови настају окупљањем некаквих ствари у целину. Свака од<br />

ствари које чине ту целину, тј. скуп, назива се елемент тог скупа.<br />

Да је x елемент скупа S <strong>за</strong>писује се формулом x S и чита се „икс је елемент скупа<br />

ес” или „икс припада скупу ес”.<br />

Да x није елемент скупа S <strong>за</strong>писује се формулом x S и чита се „икс није елемент<br />

скупа ес” или „икс не припада скупу ес”.<br />

дефиниција<br />

Венов дијаграм скупа<br />

B = {J,R,P,G}<br />

J B,R B,P B,G B<br />

N = {1,2,3,4,...}<br />

скуп природних бројева<br />

Z = {..., –2, –1,0,1,2,...}<br />

скуп целих бројева<br />

p<br />

Q =<br />

q | p Z, q N<br />

скуп рационалних<br />

бројева<br />

R<br />

скуп реалних бројева<br />

Сваки скуп је потпуно одређен својим елементима. Другим речима, два скупа<br />

су једнака ако и <strong>са</strong>мо ако имају исте елементе.<br />

Најједноставнији примери скупова су они који имају „мали” број елемената и које<br />

због тога можемо <strong>за</strong>дати навођењем свих његових елемената између витичастих<br />

<strong>за</strong>града { и } (одвајајући елементе <strong>за</strong>резима уколико их има више од једног).<br />

Међутим, овакве скупове ћемо наводити <strong>са</strong>мо у неким елементарним примерима.<br />

У математици се углавном разматраjу скупови које не можемо <strong>за</strong>дати „елемент<br />

по елемент” (чак и када су они коначни, а имају велики број елемената). Овакве<br />

скупове <strong>за</strong>дајемо навођењем својства помоћу којег издвајамо све објекте који<br />

имају то својство. Ако <strong>са</strong> означимо својство, а <strong>са</strong> (x) чињеницу да „x има<br />

својство ”, онда <strong>за</strong>писом<br />

S = {x | (x)}<br />

одређујемо скуп S чији су елементи сви објекти који имају својство .<br />

Пример 1.<br />

Скуп A чији су једини елементи 1, 2 и 3 описујемо <strong>са</strong> A = {1,2,3}.<br />

Примети да је A = {3,1,2}, као и A = {x | x = 1x = 2x = 3}.<br />

Скуп A <strong>први</strong>х 1 000 000 000 природних бројева јесте коначан, али је дискутабилно<br />

да ли смо у стању да наведемо све његове елементе. Примера ради, ако бисмо<br />

могли да <strong>за</strong>писујемо по један природан број у секунди, <strong>за</strong> набрајање свих<br />

елемената скупа A требало би нам скоро 32 године.<br />

Ипак, скуп A једноставно <strong>за</strong>дајемо једнакошћу A = {x | x Nx ≤ 10 9 }.<br />

Пра<strong>за</strong>н скуп (скуп који нема елементе) можемо опи<strong>са</strong>ти једнакошћу = {x | x ≠ x}.<br />

Примети да формула x ≠ x није тачна ни <strong>за</strong> једно x, па она <strong>за</strong>иста описује пра<strong>за</strong>н<br />

скуп. <br />

20<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Логика и скупови<br />

Ако су скупови A и B једнаки, тј. ако је A = B, онда je <strong>за</strong> свако x тачна<br />

еквиваленција:<br />

x A x B.<br />

Ова еквиваленција је конјункција две обратне импликације:<br />

(x A x B)(x B x A).<br />

Прва импликација „каже” да је сваки елемент скупа A такође и елемент скупа B, а<br />

друга да је тачно и обратно, да је сваки елемент скупа B уједно и елемент скупа A.<br />

Скуп A је подскуп скупа B, у ознаци A B, ако и <strong>са</strong>мо ако је сваки елемент<br />

скупа A уједно и елемент скупа B, тј. ако и <strong>са</strong>мо ако је <strong>за</strong> свако x тачна<br />

импликација:<br />

x A x B.<br />

Скуп A je прави (строги) подскуп скупа B, у ознаци A B, ако и <strong>са</strong>мо ако је<br />

A B и B / A (B није подскуп од A).<br />

дефиниција<br />

Релацију („бити подскуп”) називамо инклузијом, а релацију строгом<br />

инклузијом.<br />

1. Задатак<br />

Испитај инклузијски однос међу скуповима A = {x |x Nx 2 ≤ 9},<br />

B = {x | x = 2x = 3} и C = {2,3,4}.<br />

Узимајући у обзир претходну дефиницију и разматрање испред ње, <strong>за</strong>кључујемо<br />

да је следећа еквиваленција тачна <strong>за</strong> било које скупове A и B:<br />

A = B A BB A.<br />

У наредном тврђењу наводимо основна (и очигледна) својства инклузије и строге<br />

инклузије.<br />

За било које скупове A, B и C важи:<br />

1. A, 5. A ≠ A,<br />

2. A A, 6. A A,<br />

3. A BB A A = B, 7. A B A B,<br />

4. A BB C A C, 8. A BB C A C.<br />

Примети да су<br />

припадање ()<br />

и инклузија ()<br />

суштински различити<br />

односи.<br />

теорема<br />

a S, {a} S,<br />

{a} S, a / S<br />

Партитивни скуп датог скупа S, у ознаци P(S), јесте скуп свих његових<br />

подскупова. Дакле, P(S) = {X | X S}.<br />

дефиниција<br />

Пример 2.<br />

Одредимо P({1,3,5}).<br />

Једночлани подскупови од {1,3,5} су {1}, {3} и {5}. Двочлани подскупови од {1,3,5}<br />

су {1,3}, {1,5} и {3,5}. Коначно, {1,3,5} и {1,3,5} {1,3,5}, па имамо да је<br />

P({1,3,5}) = {,{1},{3},{5},{1,3},{1,5},{3,5},{1,3,5}}. <br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

21


1<br />

2<br />

1 57648 9<br />

ПРЕСЕК<br />

A B<br />

дефиниција<br />

Пресек скупова A и B, у ознаци A B, дефинишемо једнакошћу<br />

A B = {x | x Ax B}.<br />

Унију скупова A и B, у ознаци A B, дефинишемо једнакошћу<br />

A B = {x | x Ax B}.<br />

Разлику скупова A и B, у ознаци A \ B, дефинишемо једнакошћу<br />

A \ B = {x | x Ax B}.<br />

Скупови A и B су дисјунктни ако је A B = .<br />

УНИЈА<br />

A B<br />

Пример 3.<br />

Нека је A = {1,2,3,4,6}, B = {3,4,7,8,9} и C = {4,5,6,8,9,10}.<br />

Одредимо (A B) \ (B C).<br />

A B = {1,2,3,4,6,7,8,9}, B C = {4,8,9}, (A B) \ (B C) = {1,2,3,6,7}<br />

РАЗЛИКА<br />

A \ B<br />

B \ A<br />

2.<br />

Задатак<br />

Користећи скуповне операције, опиши осенчене делове Венових дијаграма.<br />

1) 2) 3) 4) 5) 6)<br />

<br />

КОМПЛЕМЕНТ СКУПА<br />

3.<br />

Задатак<br />

Ако је A било који скуп, одреди A , A , A \ , \ A.<br />

A A c = S<br />

A A c = <br />

(A c ) c = A<br />

дефиниција<br />

Ако је A S, онда се разлика S \ A назива комплемент скупа A у односу на<br />

скуп S. Ако је јасно о ком скупу S је реч, онда се комплемент подскупа A (од S)<br />

означава A c .<br />

22<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Логика и скупови<br />

Директно из дефиниције скуповних операција добијамо:<br />

x A B x Ax B,<br />

x A B x Ax B,<br />

x A \ B x A¬x B.<br />

Применом ових еквиваленција скуповни идентитети се своде на таутологије.<br />

A = B, ако је <strong>за</strong> свако x<br />

тачна еквиваленција:<br />

x A x B.<br />

Пример 4.<br />

Докажимо да je <strong>за</strong> све скупове A, B и C тачна једнакост<br />

A \ (B C) = (A \ B) (A \ C).<br />

Да бисмо дока<strong>за</strong>ли овај скуповни идентитет, довољно је дока<strong>за</strong>ти да је <strong>за</strong> свако x<br />

тачна еквиваленција<br />

x A \ (B C) x (A \ B) (A \ C).<br />

Према дефиницијама скуповних операција, имамо да je<br />

x A \ (B C) x A¬(x B C)<br />

x A¬ (x Bx C)<br />

као и<br />

x (A \ B) (A \ C) x A \ Bx A \ C<br />

(x A¬x B)(x A¬x C).<br />

Дакле, треба дока<strong>за</strong>ти да је <strong>за</strong> свако x тачна еквиваленција<br />

x A¬(x Bx C) (x A¬x B)(x A¬x C).<br />

Нека је<br />

p: x A, q: x B, r: x C.<br />

Последња еквиваленција, уз уведене ознаке, постаје<br />

p¬(qr) (p¬q)(p¬r).<br />

Остављамо као <strong>за</strong>датак <strong>за</strong> вежбу доказ да је ова формула таутологија. Тиме ће<br />

доказ датог идентитета бити <strong>за</strong>вршен. <br />

Пример 5.<br />

Нека су A и B произвољни подскупови од S. Докажимо Де Морганову једнакост<br />

(A B) c = A c B c .<br />

Приметимо да из A, B S следи да је A B S, као и да је реч о комплементима<br />

у односу на скуп S. Имајући на уму дефиницију комплемента, довољно је дока<strong>за</strong>ти<br />

да је <strong>за</strong> свако x из S тачна еквиваленција x (A B) c x A c B c , односно<br />

¬x A B x A c x B c , тј.¬(x Ax B) ¬x A¬x B.<br />

Ако ставимо да је p: x A, q: x B, последња еквиваленција постаје<br />

¬(pq) ¬p¬q. Ова формула јесте таутологија (позната као Де Морганов<br />

<strong>за</strong>кон), одакле следи да је тражена једнакост тачна. <br />

Идентитете који се<br />

односе на нека три<br />

произвољна скупа<br />

можемо проверавати<br />

сенчењем типичног<br />

графичког прика<strong>за</strong><br />

нека три скупа.<br />

B C A \ (B C)<br />

A \ B<br />

A \ C<br />

(A \ B) (A \ C)<br />

4. Задатак<br />

Докажи да су <strong>за</strong> било које скупове A, B и C тачне једнакости:<br />

1) (A \ B) \ C = A \ (B C), [(p¬q)¬ r p¬(qr)]<br />

2) A \ (B \ C) = (A \ B) (A C). [p¬(q¬ r) (p¬ q)(pr)]<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

23


A<br />

дефиниција<br />

Разликуј двочлани<br />

скуп од уређеног пара.<br />

{1,2} = {2,1}<br />

(1,2) ≠ (2,1)<br />

Уређени пар. Декартов производ<br />

Уређени пар (a,b) је двочлани низ чији је <strong>први</strong> члан (прва координата) a и<br />

чији је други члан (друга координата) b. За уређене парове важи<br />

(a,b) = (c,d) a = cb = d.<br />

Декартов производ скупова A и B, у ознаци A×B, јесте скуп чији су елементи<br />

уређени парови чија прва координата припада скупу A, a друга координата<br />

скупу B, односно,<br />

A×B = {(a,b) | a Ab B}.<br />

A×B<br />

B×A<br />

Пример 1.<br />

Нека је A = {1,2} и B = {0,1,2}. Одредимо скупове A×B и B×A:<br />

A×B = {(1,0),(1,1),(1,2),(2,0),(2,1),(2,2)};<br />

B×A = {(0,1),(1,1),(2,1),(0,2),(1,2),(2,2)}.<br />

Скупови A×B и B×A су различити и инклузијски неупоредиви, тј.<br />

A×B / B×A и B×A / A×B.<br />

Приметимо и да је<br />

(A×B) (B×A) = {(1,1),(2,2)}.<br />

Будући да пра<strong>за</strong>н скуп нема елементе, није могуће формирати уређене парове<br />

<strong>са</strong> координатама из празног скупа. Одавде следи да су <strong>за</strong> сваки скуп A тачне<br />

једнакости<br />

×A = A× = . <br />

1. Задатак<br />

Нека је A = {1,2,3} и B = {1,2}. Одреди:<br />

1) (A×A) (B×A); 2) (B×A) \ (A×B); 3) (A \ B)×(A B).<br />

B×B<br />

Декартов производ скупова се уводи по узору<br />

на правоугли координатни систем (који се<br />

назива и Декартов координатни систем).<br />

Ако координатне осе правоуглог<br />

координатног система схватимо као графичке<br />

приказе скупа реалних бројева R, тада се<br />

раван у коју је постављен координатни систем<br />

може схватити као Декартов производ R×R.<br />

Заиста, тачке равни идентификујемо <strong>са</strong><br />

уређеним паровима реалних бројева.<br />

24<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Б<br />

Докажимо да је <strong>за</strong> све скупове A, B и C тачна једнакост<br />

A×(B C) = (A×B) (A×C).<br />

Довољно је дока<strong>за</strong>ти да <strong>за</strong> свако x и y важи еквиваленција<br />

(x,y) A×(B C) (x,y) (A×B) (A×C).<br />

Применом дефиниције Декартовог производа и уније имамо<br />

(x,y) A×(B C) x Ay B C<br />

x A(y By C)<br />

и<br />

(x,y) (A×B) (A×C) (x,y) A×B(x,y) A×C<br />

(x Ay B)(x Ay C).<br />

Ако ставимо да је<br />

p: x A, q: y B, r: y C,<br />

према таутологији p(qr) (pq)(pr) (докажите да је ова формула <strong>за</strong>иста<br />

таутологија) <strong>за</strong>кључујемо да је дата скуповна једнакост тачна. <br />

2.<br />

Пример 2.<br />

Задатак<br />

Докажи да је <strong>за</strong> све скупове A, B и C тачна једнакост A×(B C) = (A×B) (A×C).<br />

Уређена тројка (a,b,c) је трочлани низ чији је <strong>први</strong> члан a, други члан b и<br />

трећи члан c. За уређене тројке важи<br />

(a 1<br />

,a 2<br />

,a 3<br />

) = (b 1<br />

,b 2<br />

,b 3<br />

) a 1<br />

= b 1<br />

a 2<br />

= b 2<br />

a 3<br />

= b 3<br />

.<br />

Слично се дефинишу уређене четворке, уређене петорке итд.<br />

Декартов производ скупова A, B и C, у ознаци A×B×C, јесте скуп чији су<br />

елементи уређене тројке чија прва координата припада скупа A, друга<br />

координата скупу B, а трећа координата скупу C, односно,<br />

A×B×C = {(a,b,c) | a Ab Bc C}.<br />

Слично се дефинишe Декартов производ више од три скупа.<br />

Пример 3.<br />

дефиниција<br />

Скупови A×A,<br />

A×A×A, итд. називају<br />

се Декартови степени<br />

скупа A и често се<br />

обележавају редом<br />

A 2 , A 3 итд.<br />

Ако је A = {a,b}, онда је<br />

A×A×A = {(a,a,a),(a,a,b),(a,b,a),(a,b,b),(b,a,a),(b,a,b),(b,b,a),(b,b,b)}. <br />

3.<br />

4.<br />

Задатак<br />

Ако је A = {a,b,c}, B = {0,1}, C = {1,2}, oдреди:<br />

1) A×B×C; 2) A×B×B; 3) B×B×B;<br />

4) (A×B×C) (A×C×B); 5) (A×B×C) (B×A×C).<br />

Задатак<br />

Ако је A = {1,2,3}, B = {a,b,c,d} и C = {0,1,2,3}, одреди број елемената скупова:<br />

1) A×B×C; 2) A×A×A; 3) B×B×C.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

25


A<br />

Бинарне релације<br />

Релацијама успостављамо везе између објеката (бројева, геометријских фигура итд.)<br />

које проучавамо.<br />

дефиниција<br />

Бинарна релација скупа A је било који подскуп Декартовог производа A×A.<br />

Уобичајено је да се<br />

релације означавају<br />

малим словима грчког<br />

алфабета.<br />

A×A<br />

Пример 1.<br />

Нека је A = {a,b,c} и ρ подскуп од A×A дат <strong>са</strong><br />

ρ = {(a,a),(a,b),(a,c),(b,b),(c,a)}.<br />

Дакле, ρ је једна бинарна релација скупа A. Ову релацију сликовитије можемо<br />

прика<strong>за</strong>ти на два начина: графом и таблицом. Верујемо да су наредне слике<br />

довољне да се уочи како се формира таблица, односно граф релације.<br />

ρ a b c<br />

a ⊤ ⊤ ⊤<br />

b ⊥ ⊤ ⊥<br />

c ⊤ ⊥ ⊥ <br />

Приликом формирања<br />

графа релације нема потребе<br />

наводити уређене парове. Ми<br />

смо их наводили <strong>са</strong>мо да бисмо<br />

објаснили значење стрелица.<br />

Ако је ρ нека бинарна релација скупа A, тј. ако је ρ A×A, уобичајено је да се<br />

уместо (x,y) ρ пише x ρ y и чита „икс је у релацији ро <strong>са</strong> ипсилон”. Уместо<br />

(x,y) ρ пи<strong>са</strong>ћемо x ρ y (ρ је прецртано слово ро).<br />

Такође, у наставку ћемо бинарне релације звати краће релацијама.<br />

Таблице и графове<br />

релација формирамо<br />

<strong>са</strong>мо у случају да су те<br />

релације на коначним<br />

скуповима.<br />

Пример 2.<br />

Релације ≤ и < међу реалним бројевима важни су примери релација на<br />

(бесконачном) скупу R. Обојени делови координатних равни, схваћени као<br />

подскупови од R×R, <strong>за</strong>право су графички прикази ових релација. Приметите да<br />

на слици доле десно тачке <strong>са</strong> „испрекидане линије” нису укључене у одговарајућу<br />

област.<br />

<br />

26<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Логика и скупови<br />

Бинарна релација ρ скупа A je:<br />

• рефлексивна ако је x ρ x <strong>за</strong> свако x из A;<br />

• ирефлексивна ако <strong>за</strong> све x из A није x ρ x;<br />

• симетрична ако је <strong>за</strong> све x и y из A тачна импликација x ρ y y ρ x;<br />

• антисиметрична ако је <strong>за</strong> све x и y из A тачна импликација<br />

x ρ yy ρ x x = y;<br />

• линеарна ако је <strong>за</strong> све x и y из A тачна дисјункција x ρ yy ρ x;<br />

• транзитивна ако је <strong>за</strong> све x, y и z из A тачна импликација<br />

x ρ yy ρ z x ρ z.<br />

дефиниција<br />

Пример 3.<br />

Испитајмо које од особина наведених у претходној дефиницији има релација ρ<br />

скупа A = {a,b,c} из примера 1. Испоставиће се да ова релација нема ниједну од<br />

поменутих особина.<br />

Релација ρ није рефлексивна, јер није тачно да су сви елементи скупа A у релацији<br />

<strong>са</strong> собом: a ρ a, b ρ b и c ρ c.<br />

Релација ρ није ирефлексивна, јер није тачно да сви елементи скупа A нису у<br />

релацији <strong>са</strong> собом: a ρ a, b ρ b и c ρ c.<br />

Да релација ρ није ни симетрична ни антисиметрична, показују наредне две табеле<br />

у којима су детаљно испитане све могућности.<br />

x y x ρ y y ρ x x ρ y y ρ x<br />

a a ⊤ ⊤ ⊤<br />

a b ⊤ ⊥ ⊥<br />

a c ⊤ ⊤ ⊤<br />

b a ⊥ ⊤ ⊤<br />

b b ⊤ ⊤ ⊤<br />

b c ⊥ ⊥ ⊤<br />

c a ⊤ ⊤ ⊤<br />

c b ⊥ ⊥ ⊤<br />

c c ⊥ ⊥ ⊤<br />

x y x ρ y y ρ x x = y x ρ yy ρ x x = y<br />

a a ⊤ ⊤ ⊤ ⊤<br />

a b ⊤ ⊥ ⊥ ⊤<br />

a c ⊤ ⊤ ⊥ ⊥<br />

b a ⊥ ⊤ ⊥ ⊤<br />

b b ⊤ ⊤ ⊤ ⊤<br />

b c ⊥ ⊥ ⊥ ⊤<br />

c a ⊤ ⊤ ⊥ ⊥<br />

c b ⊥ ⊥ ⊥ ⊤<br />

c c ⊥ ⊥ ⊤ ⊤<br />

Иако су претходне табеле веома информативне, њихово формирање може да<br />

представља <strong>за</strong>моран по<strong>са</strong>о ако је скуп коначан и има већи број елемената, док у<br />

случајевима бесконачних скупова није ни могуће формирати овакве табеле.<br />

Покушајмо да откријемо без табела да ли је релација ρ линеарна и да ли је<br />

транзитивна.<br />

Ако пажњу усмеримо на дефиницију релације ρ, односно на њен граф, брзо ћемо<br />

уочити да релација ρ није линеарна, јер је, на пример, b ρ c и c ρ b, тј. ¬(b ρ cc ρ b).<br />

Да релација ρ није транзитивна, следи из чињеница: c ρ a, a ρ b и c ρ b, тј. из<br />

чињенице да није тачна импликација c ρ aa ρ b c ρ b. <br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

27


1<br />

2<br />

1 57648 9<br />

дефиниција<br />

Нека је ρ релација скупа A. Релација ρ је релација поретка (уређење) ако је<br />

рефлексивна, антисиметрична и транзитивна.<br />

Пример 4.<br />

У наредној табели су наведене три важне релације поретка.<br />

Релација ≤ на скупу R<br />

(<strong>за</strong> све x, y, z из R )<br />

Релација | (дељивости) на<br />

скупу N (<strong>за</strong> све n, m, k из N )<br />

Инклузија међу скуповима<br />

(<strong>за</strong> све скупове A, B, C)<br />

Рефлексивност x ≤ x n | n A A<br />

Антисиметричност x ≤ yy ≤ x x = y n | mm | n n = m A BB A A = B<br />

Транзитивност x ≤ yy ≤ z x ≤ z n | mm | k n | k A BB C A C<br />

Приметимо да је релација ≤ на скупу R линеарна, јер је x ≤ y или y ≤ x <strong>за</strong> било која<br />

два броја x и y.<br />

Релација | (дељивости) на скупу N није линеарна, јер, на пример, 2 |/ 3 и 3 |/ 2.<br />

Инклузија такође није линеарна, јер, на пример,{1,2,3} / {2,3,4} и {2,3,4} / {1,2,3}.<br />

1. Задатак<br />

Да ли је релација скупа A = {a,b,c,d} прика<strong>за</strong>на графом на<br />

слици десно релација поретка?<br />

Да ли је ова релација линеарна?<br />

дефиниција<br />

Релација ≤ на скупу R<br />

је линеарно уређење.<br />

Релација ρ је релација линеарнoг поретка (линеарно уређење) ако је<br />

рефлексивна, антисиметрична, линеарна и транзитивна.<br />

Релација ρ је релација строгог поретка (строго уређење) ако је ирефлексивна<br />

и транзитивна.<br />

Пример 5.<br />

Свакој релацији поретка ρ неког скупа A одговара једна релација строгог поретка<br />

σ (такође на A) таква да су <strong>за</strong> све x и y из A тачне еквиваленције:<br />

x ρ y x σ yx = y, односно, x σ y x ρ yx ≠ y.<br />

Тако релацији ≤ на скупу R одговара релација


Логика и скупови<br />

Релација ρ је релација еквиваленције ако је рефлексивна,<br />

симетрична и транзитивна.<br />

дефиниција<br />

Пример 6.<br />

На наредној слици прика<strong>за</strong>н је граф једне релације еквиваленције скупа<br />

S = {a,b,c,d,e,f}.<br />

Није тешко уочити да је скуп S овом релацијом издељен<br />

на три подскупа који су међусобно дисјунктни тако да<br />

је сваки елемент било ког подскупа пове<strong>за</strong>н <strong>са</strong> било<br />

којим елементом из истог подскупа (наравно и <strong>са</strong> <strong>са</strong>мим<br />

собом). Сваки од ових подскупова назива се кла<strong>са</strong><br />

еквиваленције.<br />

Прецизније, класе еквиваленције су подскупови: {a,b,c}, {d} и {e,f}. <br />

Испоставља се да свака релација еквиваленције неког скупа дели тај скуп на<br />

међусобно дисјунктне непразне подскупове чија је унија једнака скупу на коме је<br />

релација дефини<strong>са</strong>на. Сваки од тих подскупова назива се кла<strong>са</strong> еквиваленције<br />

уочене релације.<br />

Пример 7.<br />

Релација ρ скупа целих бројева Z дефини<strong>са</strong>на је на следећи начин:<br />

x ρ y акко је x – y дељиво <strong>са</strong> 2.<br />

Докажимо да је ρ релација еквиваленције.<br />

Рефлексивност. Како је <strong>за</strong> сваки цео број x разлика x – x једнака нули, па је тиме и<br />

дељива <strong>са</strong> 2, следи да је x ρ x <strong>за</strong> сваки цео број x.<br />

Симетричност. Претпоставимо да су x и y цели бројеви такви да је x ρ y. Тада је<br />

x – y дељиво <strong>са</strong> 2. Међутим тада је и y – x дељиво <strong>са</strong> 2 (јер је y – x = –(x – y)), па је тиме<br />

и y ρ x.<br />

Транзитивност. Претпоставимо да су x, y и z цели бројеви такви да је x ρ y и y ρ z.<br />

Тада су x – y и y – z дељиви <strong>са</strong> 2. Како је x – z = (x – y) + (y – z), <strong>за</strong>кључујемо да је x – z<br />

дељиво <strong>са</strong> 2, тј. x ρ z.<br />

–8<br />

–6<br />

–4<br />

–2<br />

0<br />

2<br />

4<br />

6<br />

8<br />

Једнакост ( = )<br />

је типичан<br />

пример релације<br />

еквиваленције.<br />

Приказ релације<br />

једнакости међу<br />

реалним бројевима<br />

Граф једнакости скупа<br />

A = {a,b,c,d}<br />

–5<br />

–4<br />

–3<br />

–1<br />

1<br />

3<br />

5<br />

7<br />

9<br />

Скуп Z је овом релацијом подељен на два дисјунктна подскупа: скуп непарних<br />

целих бројева {..., –5, –3, –1,1,3,5,...} и скуп парних целих бројева {... –4, –2,0,2,4,6 ...}. <br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

29


A<br />

Функције<br />

Функције су једна од најважнијих ве<strong>за</strong> између математике и света око нас.<br />

Помоћу њих моделирамо и пратимо рад механичких, биолошких и разних других<br />

система.<br />

Интуитивно, функцијама се успостављају везе између елемената два скупа тако<br />

што се сваком елементу једног скупа придружује тачно један елемент другог скупа.<br />

Пример 1.<br />

На наредним сликама прика<strong>за</strong>но је једно придруживање које сваком елементу<br />

скупа A = {a,b,c,d} додељује тачно један елемент скупа B = {1,2,3}. Другим речима,<br />

дефини<strong>са</strong>на је једна функција из A у B.<br />

Уочену функцију схватамо као скуп<br />

f = {(a,1),(b,2),(c,2),(d,3)}. <br />

дефиниција<br />

Скуп f је функција из A у B, у ознаци f: A B, ако важе следећи услови:<br />

1. f A×B и<br />

2. <strong>за</strong> свако x из A постоји тачно један елемент y из B такав да (x,y) f.<br />

Ако f: A B, скуп A се назива домен или област дефини<strong>са</strong>ности, а скуп B<br />

кодомен или област вредности функције f.<br />

g<br />

h<br />

Пример 2.<br />

Нека је A = {a,b,c,d} и B = {1,2,3} (као у претходном примеру).<br />

Скуп g = {(a,1),(b,2),(d,2)} није функција из A у B, јер елемент c из A није прва<br />

координата ниједног пара из g, тј. елементу c није придружен ниједан елемент из<br />

B.<br />

Скуп h = {(a,1),(b,2),(c,1),(c,2),(d,3)} није функција из A у B, јер два различита<br />

пара из h имају исту прву координату c, тј. елементу c није придружен <strong>са</strong>мо један<br />

елемент из B.<br />

Скупови l = {(a,1),(b,1),(c,1),(d,2)} и s = {(a,3),(b,2),(c,1),(d,2)} јесу функције<br />

из A у B. <br />

30<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Логика и скупови<br />

Ако f: A B, уместо (x,y) f пишемо f(x) = y, а понекада и x y.<br />

Пример 3.<br />

Ако је f: {a,b,c,d} {1,2,3} функција из примера 1, онда је<br />

f(a) = 1, f(b) = 2, f(c) = 2, f(d) = 3,<br />

при чему су ове једнакости другачије <strong>за</strong>пи<strong>са</strong>ни односи<br />

(a,1) f, (b,2) f, (c,2) f, (d,3) f.<br />

Ради боље прегледности користимо и следећи <strong>за</strong>пис:<br />

f = a b c d<br />

1 2 2 3 .<br />

Овакав <strong>за</strong>пис је погодан <strong>за</strong> дефини<strong>са</strong>ње функција између два коначна скупа <strong>са</strong><br />

малим бројем елемената. <br />

Пример 4.<br />

Када су у питању функције између коначних скупова <strong>са</strong> „великим” бројем<br />

елемената или бесконачних скупова, не можемо их дефини<strong>са</strong>ти као у претходним<br />

примерима. У оваквим случајевима функције се најчешће <strong>за</strong>дају навођењем<br />

правила по коме се елементима једног скупа додељују елементи другог скупа.<br />

Веома важне функције међу скуповима бројева представљају оне које су<br />

дефини<strong>са</strong>не неким изразом <strong>са</strong> једном променљивом. На пример, изразом 2x + 1<br />

дефини<strong>са</strong>на је функција f: R R која сваком реалном броју x придружује<br />

одговарајућу вредност 2x + 1:<br />

3 7; 2,5 6; 0 1; – 1 – 1, ...<br />

Једноставно, кажемо да је функција f: R R дефини<strong>са</strong>на <strong>са</strong><br />

f(x) = 2x + 1.<br />

Сасвим је природно да ову функцију графички прикажемо у правоуглом<br />

координатном систему. <br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

31


1<br />

2<br />

1 57648 9<br />

Композиција функција<br />

Композиција<br />

две функције је<br />

дефини<strong>са</strong>на <strong>са</strong>мо ако је<br />

домен једне функције<br />

једнак кодомену друге<br />

функције.<br />

Приметите да се<br />

композиција f g<br />

функција из примера 1.<br />

не може дефини<strong>са</strong>ти.<br />

Пример 5.<br />

Посматрајмо две функције, f: {a,b,c,d} {1,2,3} и g: {1,2,3} {t,u,v,w}, дате <strong>са</strong><br />

f = a b c d<br />

1 1 2 2 и g = 1 2 3<br />

t v w .<br />

Приметимо да је домен функције g исти као кодомен функције f.<br />

Дефинишимо нову функцију h: {a,b,c,d} {t,u,v,w} <strong>са</strong><br />

h(x) = g(f(x)), x {a,b,c,d}.<br />

Тада је<br />

h(a) = g(f(a)) = g(1) = t, h(b) = g(f(b)) = g(1) = t,<br />

h(c) = g(f(c)) = g(2) = v, h(d) = g(f(d)) = g(2) = v.<br />

Дакле,<br />

h = a b c d<br />

t t v v .<br />

Функција h назива се композиција функција f и g. <br />

дефиниција<br />

Композиција функција f: A B и g: B C је функција h: A C, дефини<strong>са</strong>на <strong>са</strong><br />

h(x) = g(f(x)).<br />

Функција h се означава <strong>са</strong> g f. Дакле, (g f)(x) = g(f(x)).<br />

Пример 6.<br />

Експлицитно (лат.<br />

explicitus) значи јасно,<br />

недвосмислено,<br />

отворено.<br />

Функције f: R R и g: R R дефини<strong>са</strong>не су <strong>са</strong><br />

f(x) = –2x – 1 и g(x) = 3x + 1.<br />

Од ових функција могу се дефини<strong>са</strong>ти разне композиције, као на пример, f g: R R,<br />

g f: R R, f f: R R, g g: R R. Одредимо изразе које експлицитно одређују<br />

ове функције.<br />

(f g)(x) = f(g(x)) = f(3x + 1) = –2(3x + 1) – 1 = –6x – 3<br />

(g f)(x) = g(f(x)) = g(–2x – 1) = 3(–2x – 1) + 1 = –6x – 2<br />

(f f)(x) = f(f(x)) = f(–2x – 1) = –2(–2x – 1) – 1 = 4x + 1<br />

(g g)(x) = g(g(x)) = g(3x + 1) = 3(3x + 1) + 1 = 9x + 4 <br />

32<br />

1. Задатак<br />

Функције f: R R и g: R R дефини<strong>са</strong>не су <strong>са</strong> f(x) = x – 1 и g(x) = 1 – x.<br />

Одреди: f g, g f, f f, g g, (f f) f.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Логика и скупови<br />

Функција f: A B је:<br />

• 1-1 функција (читај „један један функција”), ако је <strong>за</strong> свако x 1<br />

, x 2<br />

из A тачна<br />

импликација<br />

x 1<br />

≠ x 2<br />

f(x 1<br />

) ≠ f(x 2<br />

),<br />

односно, импликација (која је по <strong>за</strong>кону контрапозиције еквивалентна<br />

претходној)<br />

f(x 1<br />

) = f(x 2<br />

) x 1<br />

= x 2<br />

;<br />

• на-функција, ако <strong>за</strong> свако y из B постоји x из A тако да је f(x) = y;<br />

• бијекција, ако је 1-1 функција и на-функција.<br />

дефиниција<br />

Закон контрапозиције<br />

(¬q ¬p) (p q)<br />

Ако је f: A B 1-1 функција, пишемо f: A<br />

f: A B, а ако је бијекција, пишемо f: A B.<br />

B, ако је на-функција пишемо<br />

Пример 7.<br />

Докажимо да је функција f: R R дефини<strong>са</strong>на <strong>са</strong><br />

f(x) = –2x + 1<br />

бијекција.<br />

Докажимо прво да је f 1-1 функција. Нека су x 1<br />

и x 2<br />

реални бројеви такви да је<br />

f(x 1<br />

) = f(x 2<br />

). Тада је, према дефиницији функције f,<br />

–2x 1<br />

+ 1 = –2x 2<br />

+ 1,<br />

одакле применом познатих својстава <strong>са</strong>бирања и множења реалних бројева<br />

<strong>за</strong>кључујемо да је x 1<br />

= x 2<br />

.<br />

Докажимо да је f на-функција. Нека је y произвољан реалан број. Треба пронаћи<br />

број x такав да је f(x) = y. Поново према дефиницији функције f имамо да је<br />

–2x + 1 = y, одакле следи да је<br />

x = y – 1<br />

–2 .<br />

Тада је f(x) = –2x + 1 = – 2 y – 1 + 1 = y. <br />

–2<br />

Ако f: A B, онда постоји бијекција g: B А таква да је<br />

f(g(y)) = y, <strong>за</strong> свако y из B<br />

и<br />

g(f(x)) = x, <strong>за</strong> свако x из A.<br />

Функција g из претходне теореме назива се инверзна функција функције f и<br />

обележава се f –1 .<br />

Пример 8.<br />

У претходном примеру смо пока<strong>за</strong>ли да је функција f: R R дата <strong>са</strong><br />

f(x) = –2x + 1 бијекција. У доказу да је f на-функција одредили смо, <strong>за</strong>право,<br />

инверзну функцију f –1 : R R. Ова функција је дефини<strong>са</strong>на <strong>са</strong> f –1 (x) = – x – 1<br />

2 .<br />

Проверите да ли су <strong>за</strong> свако x из R тачне једнакости<br />

f(f –1 (x)) = x и f –1 (f(x)) = x. <br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

33


A<br />

Елементи комбинаторике<br />

Природни бројеви 1, 2, 3, 4, 5, ... вероватно представљају најстарије математичке<br />

појмове. Још у раном детињству природне бројеве усвајамо као резултате бројања.<br />

Сваки скуп чије елементе можемо пребројати и резултате тог бројања изразити<br />

природним бројем називамо коначним скупом. Број елемената коначног скупа A<br />

означавамо |A|. И пра<strong>за</strong>н скуп сматрамо коначним, при чему је || = 0.<br />

Одређивање броја елемената коначних скупова без набрајања свих елемената,<br />

одн. непосредног пребројавања спада у основне проблеме математичке области<br />

која се назива комбинаторика. Постоји велики број идеја и метода <strong>за</strong> решавање<br />

разноврсних типова проблема пребројавања. Овом приликом наводимо <strong>са</strong>мо<br />

неколико једноставних тврђења која су позната као елементарни комбинаторни<br />

принципи. Разноврсни примери и <strong>за</strong>даци пока<strong>за</strong>ће широку примену ових<br />

очигледних принципа.<br />

Принцип збира<br />

Ако су A и B дисјунктни коначни скупови, онда је |A B| = |A| + |B|.<br />

Аналогно тврђење важи и <strong>за</strong> више скупова. Ако су A, B и C међусобно<br />

дисјунктни коначни скупови (A B = , B C = и C A = ), онда је<br />

|A B C| = |A| + |B| + |C|.<br />

Принцип<br />

укључења-искључења<br />

(<strong>за</strong> два, одн. три скупа)<br />

1) Ако су A и B коначни скупови, онда је |A B| = |A| + |B| – |A B|.<br />

2) Ако су A, B и C коначни скупови, онда је<br />

|A B C| = |A| + |B| + |C| – |A B| – |B C| – |C A| + |A B C|.<br />

A<br />

A \ B<br />

A<br />

A \ B<br />

A B<br />

B<br />

B<br />

Доказ. 1) Једнакост је последица принципа збира и скуповних идентитета:<br />

A B = (A \ B) B и A = (A \ B) (A B).<br />

Како је (A \ B) B = и (A \ B) (A B) = имамо да је<br />

|A B| = |A \ B| + |B| и |A| = |A \ B| + |A B|.<br />

Дакле, |A \ B| = |A| – |A B|, па је |A B| = |A| – |A B| + |B|.<br />

2) Применићемо једнакост дока<strong>за</strong>ну под 1) и познате скуповне идентитете:<br />

(A B) C = (A C) (B C) и (A C) (B C) = A B C.<br />

|A B C| = |(A B) C| = |A B| + |C| – |(A B) C|<br />

= |A| + |B| – |A B| + |C| – |(A C) (B C)|<br />

= |A| + |B| – |A B| + |C| – (|A C| + |B C| – |A B C|)<br />

= |A| + |B| + |C| – |A B| – |A C| – |B C| + |A B C| ■<br />

Пример 1.<br />

У једном одељењу сваки ученик иде на музичку или ликовну секцију. Њих 17 иде<br />

на ликовну секцију, њих 15 иде на музичку секцију, а троје ученика иде на обе<br />

секције. Колико ученика има у том одељењу?<br />

34<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Логика и скупови<br />

Из датих података <strong>за</strong>кључујемо (види слику десно):<br />

• 14 ученика иде <strong>са</strong>мо на ликовну секцију, 17 – 3 = 14;<br />

• 12 ученика иде <strong>са</strong>мо на музичку секцију, 15 – 3 = 12.<br />

У одељењу има 14 + 12 + 3 = 29 ученика. <br />

Пример 2.<br />

17 ученика иде на<br />

ликовну секцију.<br />

У једној туристичкој агенцији раде водичи који знају<br />

енглески, француски или руски језик. Енглески зна 15<br />

водича, француски 11 и руски 13. Енглески и француски<br />

зна 5 водича, француски и руски 4 водича, а руски и 14 ученика иде <strong>са</strong>мо<br />

енглески 6 водича. Сва три језика знају 3 водича.<br />

на ликовну секцију.<br />

Колико водича ради у тој агенцији?<br />

Нека E, F и R означавају скупове водича који редом знају енглески, француски<br />

и руски језик. Знамо да је |E| = 15, |F| = 11, |R| = 13, |E F| = 5, |F R| = 4,<br />

|R E| = 6, |E F R| = 3.<br />

Применом формуле укључења-искључења рачунамо укупан број водича:<br />

|E F R| = |E| + |F| + |R| – |E F| – |F R| – |R E| + |E F R|<br />

= 15 + 11 + 13 – 5 – 4 – 6 + 3 = 27. <br />

L<br />

15 ученика иде на<br />

музичку секцију.<br />

M<br />

3 ученика иде<br />

и на ликовну и на музичку<br />

секцију.<br />

12 ученика иде <strong>са</strong>мо<br />

на музичку секцију.<br />

1. Задатак<br />

У летњи камп дошло је 73 ученика, од којих 38 говори немачки језик, 25 ученика<br />

говори француски језик, а 12 ученика говори оба језика. Колико ученика не<br />

говори ниједан од ова два језика?<br />

Ако су A и B коначни скупови, онда је |A×B| = |A| ∙ |B|.<br />

Ако су A, B и C коначни скупови, онда је |A×B×C| = |A| ∙ |B| ∙ |C|.<br />

Принцип производа<br />

Пример 3.<br />

Након изласка из авиона путник треба да се спусти два спрата ниже да би преузео<br />

пртљаг. На један спрат ниже воде три (једносмерна) покретна степеништа, а<br />

одатле на спрат испод два (такође једносмерна) покретна степеништа. На колико<br />

начина путник може стићи до места <strong>за</strong> преузимање пртљага?<br />

Након изласка из авиона, путник прво треба да и<strong>за</strong>бере<br />

једно од три степеништа која воде на међуспрат, а <strong>за</strong>тим<br />

на међуспрату да и<strong>за</strong>бере једно до два степеништа до циља.<br />

излаз из авиона<br />

A B C<br />

међуспрат<br />

пртљаг D E<br />

Могући избори степеништа <strong>за</strong>право су уређени парови чија је прва координата<br />

једно од степеништа које води од изла<strong>за</strong> на међуспрат, а друга координата је<br />

степениште које води <strong>са</strong> међуспрата до пртљага. Дакле, постоји укупно 3 ∙ 2 = 6<br />

могућности. <br />

A<br />

B<br />

C<br />

A<br />

D<br />

B<br />

D<br />

C<br />

D<br />

D<br />

A<br />

E<br />

B<br />

E<br />

C<br />

E<br />

E<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

35


1<br />

2<br />

1 57648 9<br />

2.<br />

Задатак<br />

Фигура се <strong>са</strong> једног кружног поља може померити <strong>са</strong>мо на поља у која воде<br />

стрелице из полазног поља (слика испод). На колико различитих начина се фигура<br />

може преместити <strong>са</strong> поља S на поље Z?<br />

S<br />

Z<br />

9<br />

7<br />

5<br />

3<br />

1<br />

(1,9)(3,9)(5,9)(7,9)(9,9)<br />

(1,7)(3,7)(5,7)(7,7)(9,7)<br />

(1,5)(3,5)(5,5)(7,5)(9,5)<br />

(1,3)(3,3)(5,3)(7,3)(9,3)<br />

(1,1)(3,1)(5,1)(7,1)(9,1)<br />

1 3 5 7 9<br />

3.<br />

Пример 4.<br />

Колико има двоцифрених бројева <strong>за</strong>пи<strong>са</strong>них помоћу непарних цифара: 1, 3, 5,<br />

7, 9?<br />

Сваки двоцифрен број је одређен уређеним паром цифара, што значи да<br />

двоцифрених бројева <strong>за</strong>пи<strong>са</strong>них непарним цифрама има исто колико и<br />

уређених парова у {1,3,5,7,9}×{1,3,5,7,9}, тј. 5 ∙ 5 = 25.<br />

Примену принципа производа можемо објаснити и на следећи начин.<br />

Замисли да двоцифрен број чије су цифре непарне добијамо уписивањем<br />

непарне цифре на сваку од две празне цртице.<br />

• Постоји пет могућности да се на прво место упише непарна цифра.<br />

• За сваки избор непарне цифре <strong>за</strong> прво место, постоји по пет могућности да<br />

се на друго место упише непарна цифра.<br />

Дакле, постоји 5 ∙ 5 = 25 двоцифрених бројева <strong>за</strong>пи<strong>са</strong>них непарним цифрама. <br />

Задатак<br />

Колико има троцифрених бројева <strong>за</strong>пи<strong>са</strong>них помоћу непарних цифара: 1, 3, 5, 7, 9?<br />

Коначни низови<br />

аа ае аи ао ау<br />

еа ее еи ео еу<br />

иа ие ии ио иу<br />

оа ое ои оо оу<br />

уа уе уи уо уу<br />

Објашњење којим је <strong>за</strong>вршен претходни пример једноставно се уопштава на<br />

случајеве када треба формирати коначне низове чији се чланови бирају из датих<br />

коначних скупова.<br />

Пример 5.<br />

Посматрајмо низове одређене дужине који се могу формирати од <strong>са</strong>могласника<br />

српског језика: а, е, и, о, у.<br />

• Сваки <strong>са</strong>могласник можемо сматрати коначним низом дужине 1. Дакле,<br />

једночланих низова <strong>са</strong>могласника има укупно 5.<br />

• Сваки уређен пар <strong>са</strong>могласника можемо посматрати као коначан низ дужине 2.<br />

Двочланих низова <strong>са</strong>могласника има укупно 25.<br />

• Свака уређена тројка одређује коначан низ дужине 3. Трочланих низова<br />

<strong>са</strong>могласника има 5 3 = 125.<br />

• Четворочланих низова <strong>са</strong>могласника има 5 4 = 625 итд. <br />

36<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Логика и скупови<br />

Пример 6.<br />

Колико има четвороцифрених парних бројева <strong>за</strong>пи<strong>са</strong>них цифрама 0, 1, 2, 3, 4?<br />

• Постоје четири могућности да се на прво место упише цифра: 1, 2, 3 или 4 (јер<br />

цифра 0 не може бити прва цифра).<br />

• За сваки избор цифре <strong>за</strong> прво место, постоји по пет могућности да се на друго<br />

место упише цифра: 0, 1, 2, 3 или 4.<br />

• За сваки избор цифарa <strong>за</strong> прва два места, постоји по пет могућности да се на<br />

треће место упише цифра: 0, 1, 2, 3 или 4.<br />

• За сваки избор цифре <strong>за</strong> прва три места, постоји по три могућности да се на<br />

четврто место упише цифра: 0, 2 или 4 (јер добијени број мора бити паран).<br />

Дакле, постоји 4 ∙ 5 ∙ 5 ∙ 3 = 300 четвороцифрених парних бројева <strong>за</strong>пи<strong>са</strong>них<br />

цифрама 0, 1, 2, 3, 4. <br />

4.<br />

5.<br />

Задатак<br />

Колико има петоцифрених непарних бројева <strong>за</strong>пи<strong>са</strong>них цифрама 0, 1, 2, 3, 4?<br />

Пример 7.<br />

Колико има четвороцифрених бројева <strong>за</strong>пи<strong>са</strong>них цифрама 0, 1, 2, 3, 4 у којима се<br />

цифре не понављају?<br />

• Постоје четири могућности да се на прво место упише цифра: 1, 2, 3 или 4 (јер<br />

цифра 0 не може бити прва цифра).<br />

• Након избора цифре <strong>за</strong> прво место, преостају четири могућности да се на друго<br />

место упише цифра, јер <strong>са</strong>да 0 може бити упи<strong>са</strong>на, али не може се поновити<br />

цифра упи<strong>са</strong>на на првом месту.<br />

• Након избора цифарa <strong>за</strong> прва два места, преостају три могућности да се на треће<br />

место упише цифра, јер се не смеју поновити две претходно упи<strong>са</strong>не цифре.<br />

• Након избора цифарa <strong>за</strong> прва три места, преостају две могућности да се на<br />

четврто место упише цифра, јер се не смеју поновити три претходно упи<strong>са</strong>не<br />

цифре.<br />

Дакле, постоји 4 ∙ 4 ∙ 3 ∙ 2 = 96 четвороцифрених бројева <strong>за</strong>пи<strong>са</strong>них цифрама 0, 1, 2,<br />

3, 4 у којима се цифре не понављају. <br />

Задатак<br />

а) Колико има петоцифрених парних бројева <strong>за</strong>пи<strong>са</strong>них цифрама 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6?<br />

б) Колико има петоцифрених бројева <strong>за</strong>пи<strong>са</strong>них цифрама 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 у којима<br />

се цифре не понављају?<br />

в) Колико има петоцифрених парних бројева <strong>за</strong>пи<strong>са</strong>них цифрама 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 у<br />

којима се цифре не понављају?<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

37


1<br />

2<br />

1 57648 9<br />

Пример 8.<br />

Према правилнику о регистарским таблицама који се у Србији примењује од<br />

2017. године, и<strong>за</strong> ознаке града, одн. општине стоје три или четири цифре и два<br />

латинична слова и<strong>за</strong>брана од укупно 23 слова (користе се латинична слова српског<br />

језика, осим слова Č, Ć, DŽ, Đ, LJ, NJ, Š, Ž, као и латинично слово X). Колико<br />

укупно регистарских ознака наведеног облика може бити издато у једном граду,<br />

одн. општини?<br />

10 10 10 23 23<br />

могућности<br />

10 10 10 10 23 23<br />

могућности<br />

Одредимо најпре број троцифрених регистарских ознака, тј. оних које<br />

се <strong>са</strong>стоје од три цифре и два латинична слова. На сваком од прва три<br />

места може да стоји било која од десет цифара, што значи да постоји<br />

укупно 10 3 могућности. На сваком од два места предвиђена <strong>за</strong> слова<br />

може да стоји било које од 23 слова, што значи да постоји укупно<br />

23 2 = 529 могућности. Према принципу производа, број троцифрених<br />

регистарских ознака једнак је 529 000.<br />

Слично рачунамо да је број четвороцифрених регистарских ознака,<br />

које се <strong>са</strong>стоје од четири цифре и два латинична слова, једнак 5 290 000.<br />

Према принципу збира, укупан број могућности једнак је<br />

529 000 + 5 290 000 = 5 819 000. <br />

Двочлани и трочлани<br />

подскупови<br />

A j<br />

A i<br />

A j<br />

A i<br />

Пример 9.<br />

Одредимо колико дужи образује n датих тачака.<br />

Свака тачка образује по једну дуж <strong>са</strong> преосталих n – 1 тачака. Самим тим, свака<br />

дата тачка је крајња тачка n – 1 дужи. Када помножимо број тачака <strong>са</strong> бројем дужи<br />

чији је један крај једна дата тачка, добијамо производ n(n – 1). Овај производ је<br />

два пута већи од укупног броја свих дијагонала, јер је свака дијагонала убројана<br />

n(n – 1)<br />

два пута будући да <strong>са</strong>држи два темена. Дакле, n датих тачака образује<br />

2<br />

дужи. <br />

6.<br />

7.<br />

Задатак<br />

На шаховском турниру је учествовало пет шахиста, Пера, Мика,<br />

Ла<strong>за</strong>, Сима и Аца. Колико партија је укупно одиграно ако се<br />

играло по систему „свако <strong>са</strong> сваким”?<br />

Задатак<br />

1) Колико дужи образује датих седам тачака?<br />

2) На колико начина се од 20 ученика једног одељења може и<strong>за</strong>брати двочлана<br />

делегација?<br />

3) Колико има двочланих подскупова скупа који има 100 елемената?<br />

P<br />

M<br />

A<br />

L<br />

S<br />

38<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Квантификатори<br />

В<br />

Квантификатори, поред логичких везника, играју важну улогу приликом<br />

формулације тврђења која се односе на скупове, посебно када је реч о<br />

бесконачним скуповима.<br />

Универ<strong>за</strong>лном квантификатору одговара реч „сваки” (било који,<br />

произвољан). Универ<strong>за</strong>лни квантификатор се обележава симболом ∀<br />

(обрнуто А).<br />

Егзистенцијалном квантификатору одговара реч „постоји” (неки, бар један).<br />

Егзистенцијални квантификатор се обележава симболом ∃ (обрнуто Е).<br />

Употребу квантификатора најпре ћемо илустровати разматрајући реченице које<br />

нису математичке природе.<br />

Пример 1.<br />

Посматрајмо бинарну релацију „волети” на скупу свих људи – означимо је <strong>са</strong> V.<br />

Ако су x и y неке особе, онда V(x,y) значи „x воли y”.<br />

Запишимо реченицу: Ако Мика воли Мају, онда и Маја воли Мику, употребом<br />

логичких операција<br />

V(Мика, Маја) V(Маја, Мика).<br />

Реченицу којом се тврди да свака особа узвраћа љубав особи која је воли можемо<br />

изразити једноставно помоћу универ<strong>за</strong>лног квантификатора<br />

(∀x)(∀y)(V(x,y) V(y,x)).<br />

У реченици „Маја воли некога” крије се егзистенцијални квантификатор: „постоји<br />

неко кога Маја воли”, односно<br />

(∃x) V(Маја,x).<br />

Наводимо још неколико примера:<br />

Свако воли некога – (∀x)(∃y) V(x,y);<br />

Неко воли свакога – (∃x)(∀y) V(x,y);<br />

Некo не воли никога – (∃x)(∀y)¬V(x,y);<br />

Свако не воли некога – (∀x)(∃y)¬V(x,y). <br />

(∀y)¬V(JA,y)<br />

1. Задатак<br />

Поред релације V из претходног примера посматрајмо још две особине људи:<br />

„бити мушког пола” и „бити женског пола”. Нека M(x) значи „x je мушког пола”, а<br />

Ž(x) значи „x je женског пола”. Преведите на српски језик <strong>за</strong>писе:<br />

1) (∀x)(M(x) (∃y)(Ž(y)V(x,y)));<br />

2) (∃x)(Ž(x)(∀y)(M(y) V(y,x)));<br />

3) (∃x)(Ž(x)(∀y)(M(y) ¬V(x,y)));<br />

4) (∃x)(M(x)(∀y)(Ž(y) V(x,y))).<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

39


1<br />

2<br />

1 57648 9<br />

И<strong>за</strong> квантификатора обавезно следи променљива која узима вредности из неког,<br />

углавном, унапред <strong>за</strong>датог скупа. Често се у формулама истиче и тај скуп, тј.<br />

користе се такозвани ограничени квантификатори:<br />

∀x A – „<strong>за</strong> сваки елемент x скупа A”<br />

и<br />

∃x A – „постоји елемент x скупа A”.<br />

Пример 2.<br />

Преведимо неколико математичких тврдњи на језик формула применом<br />

квантификатора.<br />

Збир било ког природног броја и нуле једнак је том броју:<br />

(∀x N)(x + 0 = x).<br />

Квадрат сваког реалног броја је ненегативан:<br />

(∀x R)(x 2 ≥ 0).<br />

Једначина x 2 – 6x + 5 = 0 има решења у скупу целих бројева:<br />

(∃x Z)(x 2 – 6x + 5 = 0).<br />

Једначина x 2 = 2 нема решења у скупу рационалних бројева:<br />

¬(∃x Q)(x 2 = 2).<br />

Не постоји реалан број који је већи од свих осталих реалних бројева:<br />

¬(∃x R)(∀y R)(y < x). <br />

Приметимо да се ограничени квантификатори могу елимини<strong>са</strong>ти следећим<br />

еквиваленцијама:<br />

(∀x A)F ∀x(x A F) и (∃x A)F ∃x(x AF),<br />

при чему је F нека произвољна формула.<br />

Везе међу квантификаторима дају такозвани Де Морганови <strong>за</strong>кони:<br />

¬(∀x)F (∃x)¬ F и ¬(∃x)F (∀x)¬ F.<br />

Пример 3.<br />

Према Де Моргановим <strong>за</strong>конима <strong>за</strong> квантификаторе, негација реченице „Свако<br />

воли некога” је „Некo не воли никога”:<br />

¬(∀x)(∃y)V(x,y) (∃x)(∀y)¬V(x,y).<br />

Такође, према истим <strong>за</strong>конима, реченица „Једначина x 2 = 2 нема решења у скупу<br />

рационалних бројева” јесте еквивалетна реченици „За сваки рационалан број x je<br />

x 2 ≠ 2”:<br />

¬(∃x Q)(x 2 = 2) (∀x Q)x 2 ≠ 2.<br />

40<br />

Реченица „Не постоји реалан број који је већи од свих осталих реалних бројева”<br />

исто тврди што и реченица „Од сваког релног броја постоји већи број”:<br />

¬(∃x R)(∀y R)(y < x) (∀x R)(∃y R)(x ≤ y),<br />

при чему смо уместо ¬y < x пи<strong>са</strong>ли x ≤ y <br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Логика и скупови<br />

Илуструјмо, на крају, веома блиску везу између основних особина скупова и<br />

логичких <strong>за</strong>кона.<br />

Пример 4.<br />

Пођимо од претпоставки:<br />

1. Неки професори су математичари.<br />

2. Сви математичари су добри људи.<br />

Која од следећих реченица је исправан <strong>за</strong>кључак ове две претпоставке?<br />

А) Сви професори су добри људи.<br />

Б) Неки професори су добри људи.<br />

В) Неки професори нису добри људи.<br />

Приметимо најпре да се дате претпоставке односе на три врсте људи:<br />

• професоре – означимо <strong>са</strong> P скуп професора,<br />

• математичаре – означимо <strong>са</strong> M скуп математичара,<br />

• добре људе – означимо <strong>са</strong> D скуп добрих људи,<br />

и да, уз ове ознаке, претпоставке кажу да је P M ≠ и да је M D.<br />

Постоје <strong>са</strong>мо два могућа одно<strong>са</strong> скупова P, M и D и они су прика<strong>за</strong>ни следећим<br />

Веновим дијаграмима.<br />

Преформулишимо реченице А), Б) и В) на језик скупова:<br />

А) P D (Сви професори су добри људи.)<br />

Б) P D ≠ (Неки професори су добри људи.)<br />

В) P \ D ≠ (Неки професори нису добри људи.)<br />

Узимајући у обзир претходне слике, <strong>за</strong>кључујемо да једино P D ≠ мора бити<br />

испуњено.<br />

Дакле, исправан <strong>за</strong>кључак датих претпоставки је реченица Б).<br />

Неко ће можда протествовати због уведених претпоставки тврдећи да оне нису<br />

тачне. Међутим, ми овом приликом не дискутујемо о истинитости претпоставки,<br />

већ о исправности <strong>за</strong>кључивања.<br />

Наводимо још два примера <strong>за</strong>кључивања по истим принципима.<br />

Претпоставка: Неки паралелограми су квадрати.<br />

Претпоставка: Сви квадрати имају једнаке дијагонале.<br />

Закључак: Неки паралелограми имају једнаке дијагонале.<br />

Претпоставка: Неки слонови су пингвини.<br />

Претпоставка: Сви пингвини лете.<br />

Закључак: Неки слонови лете. <br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

41


1<br />

2<br />

1 57648 9<br />

А<br />

Задаци<br />

Логички везници<br />

1. Одреди <strong>за</strong> које су једноцифрене природне бројеве x тачне следеће формуле:<br />

1) x ≤ 7x > 3; 2) x = 1x ≥ 7; 3) ¬x 2 = 4 ¬x = 2;<br />

4) x ≥ 3 x > 3; 5) x = 1x = 2 (x – 1)(x – 2) = 0.<br />

2. Дати су искази:<br />

p: Тело је здраво; q: Дух је здрав.<br />

1) Напиши реченицу која одговара исказу p q.<br />

2) Одреди логичку структуру реченице Да би дух био здрав, довољно је да тело<br />

буде здраво.<br />

p q r F<br />

⊤ ⊤ ⊤ ⊥<br />

⊤ ⊤ ⊥ ⊤<br />

⊤ ⊥ ⊤ ⊥<br />

⊤ ⊥ ⊥ ⊥<br />

⊥ ⊤ ⊤ ⊥<br />

⊥ ⊤ ⊥ ⊥<br />

⊥ ⊥ ⊤ ⊥<br />

⊥ ⊥ ⊥ ⊤<br />

Б<br />

Исказне формуле. Таутологије<br />

3. Формирај истинитосне таблице формула и одреди које су таутологије.<br />

1) pq p; 2) q pq; 3) pq (p q); 4) p¬q ¬(pq);<br />

5) (p q)(r q) q¬(pr); 6) p¬q ¬(p¬r).<br />

4. Одреди бар једну формулу F чија je истинитосна таблица дата на маргини.<br />

5. Методом свођења на апсурд докажи да су следеће формуле таутологије.<br />

1) (p¬q ¬r) (pr q); 2) ((p q)(r s))(pr) qs.<br />

6. Ако су A, B и C произвољне исказне формуле, докажи да су следеће формуле<br />

таутологије.<br />

1) ¬(AB) ¬A¬B ; 2) (A B)(B C) (A C).<br />

42<br />

А<br />

Исказне формуле<br />

A и B су логички<br />

еквивалентне ако<br />

је формула A B<br />

таутологија.<br />

Б<br />

Таутологије и <strong>за</strong>кони <strong>за</strong>кључивања<br />

7. Дата је формула (p q)r. Која је од следећих формула логички еквивалентна<br />

датој формули:<br />

1) (p¬q) r; 2) p (¬q r); 3) p (¬r q)?<br />

8. Који су од следећих иска<strong>за</strong> логички еквивалентни исказу „ти ниси у праву или<br />

<strong>са</strong>м ја луд”?<br />

А) Ако си ти у праву, онда <strong>са</strong>м ја луд;<br />

Б) Ако <strong>са</strong>м ја луд, онда ти ниси у праву;<br />

В) Ти ниси у праву и ја ни<strong>са</strong>м луд;<br />

Г) Ако ја ни<strong>са</strong>м луд, онда си ти у праву;<br />

Д) Ако ја ни<strong>са</strong>м луд, онда ти ниси у праву.<br />

9. Разговарају три друга.<br />

Пера: „Лазо, ако добијеш пет из математике, добићеш и пет из физике.”<br />

Мика: „Лазо, ако добијеш пет из физике, добићеш и пет из математике.”<br />

Ла<strong>за</strong>: „Свакако ће бити тачна изјава бар једног од вас двојице.”<br />

Да ли је Лазина изјава тачна?<br />

10. Докажи да је <strong>за</strong> сваки природан број n тачна импликација:<br />

aко је n 2 паран број, онда је n паран број.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Логика и скупови<br />

Скупови. Основне операције <strong>са</strong> скуповима<br />

11. Докажи да су <strong>за</strong> било које скупове A, B и C тачне једнакости:<br />

1) A B = B A; 2) A B = B A; 3) A (B C) = (A B) C;<br />

4) A (B C) = (A B) C; 5) A (B C) = (A B) (A C);<br />

6) A (B C) = (A B) (A C); 7) A (A B) = A;<br />

8) A (A B) = A 9) (A \ B) B = A B;<br />

10) A \ (B C) = (A \ B) (A \ C); 11) A \ (A \ B) = A B.<br />

12. Нека су A и B произвољни подскупови од S. Докажи Де Морганову једнакост<br />

(A B) c = A c B c .<br />

Упутство. Погледај пример 5. на страни 23.<br />

13. Које су од следећих формула тачне <strong>за</strong> било које скупове A и B?<br />

1) A B A B = A; 2) A B = B A B;<br />

3) A B A \ B = ; 4) A B B \ A = ;<br />

5) A B = A \ B = A; 6) A = A A = ;<br />

7) A \ = A = ; 8) A B = A = B = .<br />

A<br />

Уређени пар. Декартов производ<br />

14. Докажи да је <strong>за</strong> било које скупове A, B и C тачнa једнакост<br />

(A \ B)×C = (A×C) \ (B×C).<br />

15. Које су од следећих формула тачне <strong>за</strong> било које скупове A и B?<br />

1) A B A×A B×B;<br />

2) A B A×A A×B;<br />

3) A B = (A×A) (B×B) = .<br />

Б<br />

Бинарне релације<br />

16. Релацију ≤ скупа R често посматрамо и на неким подскуповима од R.<br />

1) Нацртај граф и формирај таблицу релације ≤ на скупу A = {1,2,3}.<br />

2) Нацртај граф и формирај таблицу релације < на скупу A = {1,2,3}.<br />

17. На скупу S = {a,b,c,d,e} дефини<strong>са</strong>на је бинарна релација α графом који је<br />

прика<strong>за</strong>н на маргини.<br />

1) Релацију α представи као подскуп од S×S навођењем њених елемената.<br />

2) Да ли је релација α рефлексивна, ирефлексивна, симетрична,<br />

антисиметрична, линеарна, транзитивна?<br />

18. Прикажи у координатном систему релације ≥ и > скупа R.<br />

Упутство. Види пример 2. на страни 26.<br />

19. Наведи бар један пример скупа и бинарне релације на њему која је<br />

транзитивна, али није рефлексивна нити је симетрична.<br />

A<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

43


1<br />

2<br />

1 57648 9<br />

Б<br />

20. На партитивном скупу скупа природних бројева P(N) дефини<strong>са</strong>на је бинарна<br />

релација ρ на следећи начин:<br />

A ρ B акко A B = .<br />

Да ли је релација ρ рефлексивна, ирефлексивна, симетрична, антисиметрична,<br />

линеарна, транзитивна?<br />

21. Одреди бар један петочлан подскуп од N на коме је релација дељивости<br />

линеарно уређење.<br />

22. Најмањим бројем стрелица допунити граф прика<strong>за</strong>н на слици десно тако да он<br />

буде граф релације еквиваленције на скупу {a,b,c,d,e}, а <strong>за</strong>тим одреди класе те<br />

релације.<br />

23. На скупу природних бројева N дефини<strong>са</strong>на је бинарна релација ρ на следећи<br />

начин:<br />

m ρ n акко m + n је паран број.<br />

Докажи да је ρ релација еквиваленције.<br />

24. На скупу целих бројева Z дефини<strong>са</strong>на је бинарна релација ρ на следећи начин:<br />

m ρ n акко |m| = |n|.<br />

Докажи да је ρ релација еквиваленције и одреди класе еквиваленције.<br />

Функције<br />

А<br />

25. Одреди све функције из скупа {1,2} у скуп {1,2,3} и све функције из {1,2,3} у<br />

{1,2}.<br />

26. Функција f: R R дефини<strong>са</strong>на је <strong>са</strong> f(x) = 0,5x – 2. Одреди:<br />

1) f(0); 2) f(–1); 3) f(0,5); 4) f(–0,5); 5) f(f(1)); 6) f(f(3)).<br />

27. Функције f: {1,2,3,4} {1,2,3} и g: {1,2,3} {1,2,3} су дате <strong>са</strong><br />

f = 1 2 3 4<br />

2 2 1 2 и g = 1 2 3 . Одреди композиције g f, g g.<br />

3 2 1<br />

Б<br />

B<br />

28. Наведи нека два скупа A и B и функцију из A у B или из B у A која је:<br />

1) 1-1 функција и није на-функција; 2) није 1-1 функција, а јесте на-функција.<br />

29. Функција f: {1,2,3,4} {a,b,c,d} дата је <strong>са</strong> f = 1 2 3 4<br />

b c a d .<br />

Да ли је ова функција бијекција? Ако јесте, одреди f –1 .<br />

30. Функције f: R R и g: R R су дефини<strong>са</strong>не <strong>са</strong><br />

f(x) = 2x – 1 и g(x) = –3x + 1.<br />

1) Докажи да су f и g бијекције и одреди f –1 и g –1 .<br />

2) Одреди f g, докажи да је ова композиција бијекција и одреди (f g) –1 .<br />

3) Докажи једнакост (f g) –1 = g –1 f –1 .<br />

44<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Логика и скупови<br />

Елементи комбинаторике<br />

31. Ако је |A| = 378, |B| = 253 и |A B| = 457, одреди |A B|, |A \ B| и |B \ A|.<br />

32. Ако је |A| = 14, |B| = 18, |C| = 19, |A B| = 8, |B C| = 10, |C A| = 7 и<br />

|A B C| = 3. Одреди |(A B) C|, |(A B) \ C|, |C \ (A B)|, |(A \ B) \ C| и<br />

|A \ (B \ C)|.<br />

A<br />

33. Од сто учесника једног међународног такмичења, њих 27 не зна ни немачки<br />

ни руски језик. Ако 38 учесника зна немачки, а 45 зна руски, одреди колико<br />

учесника зна и немачки и руски језик.<br />

34. Сви ученици једног одељења чланови су бар једне од секција: шаховске,<br />

информатичке, математичке. Дванаесторо ученика посећује више од једне<br />

секције, при чему све три секције посећује троје ученика. Шесторо ученика<br />

су чланови информатичке и математичке секције, а седморо ученика су<br />

чланови шаховске и математичке секције. Колико ученика посећује шаховску и<br />

информатичку секцију, али не и математичку секцију?<br />

35. Фигура се <strong>са</strong> једног кружног поља може померити <strong>са</strong>мо на пољe у која воде<br />

стрелице из полазног поља (слика испод). На колико различитих начина се<br />

фигура може преместити <strong>са</strong> поља S на поље Z?<br />

S<br />

Z<br />

36. Колико има шестоцифрених бројева формираних од цифара 0, 1, 2,3, 4, 5<br />

1) тако да су све цифре различите; 2) ако се цифре могу понављати?<br />

37. Колико има петоцифрених бројева формираних од цифара 0, 1, 2, 3, 4, 6 таквих<br />

да се нула не налази ни на првом ни на последњем месту и да се ниједна од<br />

цифара не понавља?<br />

38. Колико има троцифрених бројева који не <strong>са</strong>држе цифру 2?<br />

39. Колико има четвороцифрених бројева који не <strong>са</strong>држе ни цифру 1 ни цифру 2?<br />

40. Колико има четвороцифрених бројева који <strong>са</strong>држе бар једном цифру 1?<br />

41. 1) На колико начина се може и<strong>за</strong>брати шифра (password) од пет знакова коју<br />

чине <strong>са</strong>мо мала слова енглеске абецеде (њих 26) и цифре декадног система<br />

(њих 10)? При томе шифре се могу <strong>са</strong>стојати и <strong>са</strong>мо од слова или <strong>са</strong>мо од<br />

бројева, а знаци унутар шифре се могу понављати.<br />

2) На колико начина се може и<strong>за</strong>брати шифра од пет знакова тако да сви знаци<br />

буду међусобно различити?<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

45


1<br />

2<br />

1 57648 9<br />

42. На слици лево је прика<strong>за</strong>но шест полуправих <strong>са</strong> <strong>за</strong>једничким почетком.<br />

Колико конвексних углова одређују ове полуправе?<br />

43. У групи од 10 особа налазе се Нина и Аца. На колико начина се могу и<strong>за</strong>брати<br />

четири особе, под условом да ако је и<strong>за</strong>брана Нина мора бити и<strong>за</strong>бран и Аца?<br />

Квантификатори<br />

В<br />

44. Које су од следећих формула тачне?<br />

1) (∀x N)(∃y N)(x ≤ y); 2) (∃x Z)(3 · x = –2);<br />

3) (∀x Q)(∃y Q)(x · y = 1); 4) (∀x R)(x > 0 –x < 0);<br />

5) (∃x Q)(x < 0x 2 = 9); 6) (∃x R)(x > 33x – 1 = 0).<br />

45. Дата је формула ¬(∃x R)(x < 1x > 2). Која је од следећих формула<br />

еквивалентна датој формули?<br />

1) (∀x R)(x > 1x < 2); 2) (∃x R)(x ≥ 1x ≤ 2);<br />

3) (∀x R)(x ≥ 1x ≤ 2); 4) (∃x R)(x < 1x > 2).<br />

46<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


ЦЕЛИ БРОЈЕВИ<br />

Дељивост целих бројева (48)<br />

А Теорема о дељењу <strong>са</strong> остатком; основне особине дељивости целих<br />

бројева; Еуклидов алгоритам (48)<br />

Прости бројеви (52)<br />

А Прости и сложени бројеви; Ератостеново сито; основна теорема<br />

аритметике (52)<br />

Бројевне базе (57)<br />

А Теорема о бројевној бази; репрезентација природних бројева у<br />

датој бројевној бази (57)<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


A<br />

Дељивост целих бројева<br />

Скуп природних бројева означавамо N. Сви природни бројеви <strong>за</strong>једно <strong>са</strong> нулом<br />

образују скуп који обележавамо N 0<br />

.<br />

N 0<br />

= N {0} = {0, 1, 2, 3, ...}<br />

Познато је да једноставне једначине a + x = b, <strong>са</strong> непознатом x при чему су a и<br />

b неки <strong>за</strong>дати природни бројеви, немају увек решења у скупу N. На пример, не<br />

постоји природан број x такав да је 2 + x = 1, 7 + x = 3 итд. Зато уводимо тзв.<br />

негативне бројеве –1, –2, –3... Природни бројеви, нула и негативни цели бројеви<br />

образују скуп целих бројева.<br />

Z = {..., –3, –2, –1, 0, 1, 2, 3, ...}<br />

Елементе скупа N 0<br />

често називамо ненегативним целим бројевима. Све једначине<br />

облика a + x = b, <strong>са</strong> непознатом x при чему су a и b дати цели бројеви, имају<br />

решења у скупу Z.<br />

Централно место у овом поглављу <strong>за</strong>узима наредна важна теорема.<br />

Теорема о дељењу <strong>са</strong><br />

остатком<br />

За свака два цела броја a и b, при чему је b ≠ 0, постоје јединствени цели<br />

бројеви q и r такви да је a = q · b + r и 0 ≤ r < |b|.<br />

Детаљан доказ изостављамо и уместо њега наводимо поједностављено објашњење<br />

у случају када су a и b природни бројеви. Користећи бројевну праву, једноставно<br />

уочавамо да постоји највећи број q из N 0<br />

такав да је qb ≤ a < (q + 1)b. Ова<br />

тврдња може се и сликовито опи<strong>са</strong>ти: надовезивањем дужи чија је дужина b<br />

јединица мере, полазећи од почетне тачке бројевне полуправе, после q корака<br />

„престижемо” тачку која одговара броју a. Из неједнакости qb ≤ a < (q + 1)b следи<br />

0 ≤ a – qb < b.<br />

остатак<br />

r<br />

0<br />

b 2b 3b qb a<br />

...<br />

(q + 1)b<br />

За целе бројеве a и b, b ≠ 0, највећи број q такав да је qb ≤ a назива се количник<br />

при дељењу a <strong>са</strong> b. Разлика a – qb назива се остатак при дељењу a <strong>са</strong> b. Остатак<br />

при дељењу a <strong>са</strong> b често се означава a (mod b). Другим речима, a (mod b) је<br />

најмањи ненегативан број облика a + qb, q Z, тј. најмањи ненегативан број међу<br />

бројевима:<br />

... a – 3b, a – 2b, a – b, 0, a + b, a + 2b, a + 3b ...<br />

1. Задатак<br />

На основу слике испод, одреди количник и остатак при дељењу <strong>са</strong> –6 броја:<br />

а) –17; б) –2; в) 16; г) 28.<br />

48<br />

–17 –12<br />

–10<br />

–6 –2 0<br />

6<br />

10<br />

12 16 18<br />

20<br />

24 28 30<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Цели бројеви<br />

Ако је b > 1, остаци при дељењу целих бројева <strong>са</strong> b припадају скупу {0,1,2,...,b – 1}.<br />

Дакле, <strong>за</strong> сваки цео број a важи 0 ≤ a (mod b) < b.<br />

Посебно, остатак при дељењу неког броја <strong>са</strong> 2 може бити 2q –8 –6 –4 –2<br />

једнак 0 или 1. У <strong>за</strong>висности од тога, цели бројеви се деле<br />

2q + 1<br />

на парне и непарне.<br />

–5 –4 –3 –1<br />

• Парни су они који при дељењу <strong>са</strong> 2 дају остатак 0, тј. који се могу <strong>за</strong>пи<strong>са</strong>ти у<br />

облику 2q, <strong>за</strong> неки q из Z.<br />

• Непарни су они који при дељењу <strong>са</strong> 2 дају остатак 1, тј. који се могу <strong>за</strong>пи<strong>са</strong>ти у<br />

облику 2q + 1, <strong>за</strong> неки q из Z.<br />

Приликом дељења целих бројева <strong>са</strong> 3, могући остаци су<br />

0, 1 и 2. На тај начин су сви цели бројеви подељени у три<br />

међусобно дисјунктна скупа.<br />

Сваки природан број a је облика 3q, 3q + 1 или 3q + 2, <strong>за</strong> неко q из Z.<br />

Пример 1.<br />

Колико има бројева у првој стотини који при дељењу <strong>са</strong> 5 дају<br />

остатак 2?<br />

Највећи број прве стотине који при дељењу <strong>са</strong> 5 даје остатак 2<br />

јесте 97, 97 = 19 · 5 + 2.<br />

Сви бројеви прве стотине који при дељењу <strong>са</strong> 5 дају<br />

остатак 2 јесу облика 5q + 2, када је 0 ≤ q ≤ 19:<br />

5 · 0 + 2, 5 · 1 + 2, 5 · 2 + 2, 5 · 3 + 2, ..., 5 · 19 + 2.<br />

Дакле, постоји 20 бројева прве стотине који при дељењу <strong>са</strong> 5 дају остатак 2. <br />

2.<br />

3.<br />

Задатак<br />

Колико има бројева прве хиљаде који при дељењу <strong>са</strong> 4 дају остатак 3?<br />

Задатак<br />

3q<br />

3q + 1<br />

3q + 2<br />

–6 –3 0<br />

–5 –2<br />

–4 –1<br />

5q 0 5<br />

5q + 1 1 6<br />

5q + 2 2 7<br />

5q + 3 3 8<br />

5q + 4 4 9<br />

Колико има природних бројева мањих од 700 који при дељењу <strong>са</strong> 9 дају остатак 7?<br />

0<br />

1<br />

1<br />

2<br />

2<br />

3<br />

3<br />

4<br />

4<br />

5<br />

5<br />

6<br />

6<br />

7<br />

8<br />

7<br />

95 100<br />

96<br />

97<br />

98<br />

99<br />

9<br />

8<br />

Ако је остатак при дељењу броја a <strong>са</strong> b (b ≠ 0) једнак нули, кажемо да се a може<br />

поделити <strong>са</strong> b без остатка.<br />

Цео број a је дељив целим бројем b, b ≠ 0, ако постоји q из Z такав да је a = q · b.<br />

Кажемо и да n дели број a, односно a је дељиво <strong>са</strong> b, и пишемо b | a.<br />

дефиниција<br />

Ако b | a, онда је b делилац броја a, а број a <strong>са</strong>држалац броја b. Очигледно, сваки<br />

цео број дељив је бројевима 1 и –1. Такође, a | a ако је a ≠ 0.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

49


2<br />

2<br />

1 57648 9<br />

Основне особине<br />

релације дељивости<br />

Основне особине релације дељивости<br />

• Ако a | b, онда a | bc, <strong>за</strong> свако c из Z (a ≠ 0).<br />

• Ако a | b и b | c, онда a | c (a, b ≠ 0).<br />

• Ако a | b и a | c, онда a | xb + yc, <strong>за</strong> све x и y из Z (a ≠ 0).<br />

• Ако a | b и b | a, онда a = b или a = –b (a, b ≠ 0).<br />

• Ако је a, b ≥ 1 и a | b, онда је a ≤ b.<br />

Доказ.<br />

1) Ако је a | b, онда је b = aq, <strong>за</strong> неко q из Z. За било које c из Z, важи bc = aqc,<br />

одакле следи да a | bc.<br />

2) Из a | b и b | c следи да је b = aq 1<br />

и c = bq 2<br />

, <strong>за</strong> неке q 1<br />

и q 2<br />

из Z. Из једнакости<br />

c = bq 2<br />

= aq 1<br />

q 2<br />

<strong>за</strong>кључујемо a | c.<br />

3) Из a | b и a | c следи да је b = aq 1<br />

и c = aq 2<br />

, <strong>за</strong> неке q 1<br />

и q 2<br />

из Z. Из једнакости<br />

xb + yc = xaq 1<br />

+ yaq 2<br />

= a(xq 1<br />

+ yq 2<br />

) <strong>за</strong>кључујемо a | xb + yc.<br />

4) Из a | b и b | a следи да је b = aq 1<br />

и a = bq 2<br />

, <strong>за</strong> неке q 1<br />

и q 2<br />

из Z. Из једнакости<br />

ab = abq 1<br />

q 2<br />

<strong>за</strong>кључујемо да је q 1<br />

q 2<br />

= 1. Како су q 1<br />

и q 2<br />

цели бројеви, постоје две<br />

могућности: или је q 1<br />

= 1 и q 2<br />

= 1 или је q 1<br />

= –1 и q 2<br />

= –1.<br />

У првом случају је a = b, а у другом a = –b.<br />

5) Ако је a, b ≥ 1 и a | b, онда је b = aq, при чему мора бити q ≥ 1.<br />

Дакле, b = aq ≥ a · 1 = a. ■<br />

Последица<br />

Ако a | b и a | c, онда број a | b + c и a | b – c.<br />

Пример 2.<br />

Да ли постоје цели бројеви m и n такви да је 4m + 6n = 2019?<br />

Одговор је одричан. За било које бројеве m и n вредност изра<strong>за</strong> 4m + 6n је паран<br />

број. Насупрот томе, број 2019 је непаран. <br />

Еуклидов алгоритам<br />

Дефиниција<br />

4. Задатак<br />

Да ли постоје цели бројеви m и n такви да је 6m + 9n = 10 000?<br />

Највећи <strong>за</strong>једнички делилац бројева a и b јесте највећи природан број који<br />

дели и број a и број b. Највећи <strong>за</strong>једнички делилац бројева a и b означавамо<br />

НЗД(a, b).<br />

50<br />

Да бисмо поједноставили излагање, ограничићемо се на дељивост природних<br />

бројева. Један од најстаријих и најпознатијих поступака <strong>за</strong> одређивање највећег<br />

<strong>за</strong>једничког делиоца два природан броја назива се Еуклидов алгоритам. Еуклид<br />

је старогрчки математичар који је на прелазу из 4. у 3. век пре н. е. напи<strong>са</strong>о дело<br />

под називом Елементи. Елементи се <strong>са</strong>стоје из 13 књига у којима су изложена<br />

целокупна математичка знања тог времена. У седмој књизи Елемената опи<strong>са</strong>н је и<br />

поступак одређивања највећег <strong>за</strong>једничког делиоца који се данас назива Еуклидов<br />

алгоритам.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Цели бројеви<br />

Еуклидов алгоритам је <strong>за</strong>снован на следећој теореми.<br />

За све природне бројеве a и b,<br />

1) ако b | a, онда је НЗД(a, b) = b;<br />

2) НЗД(a, b) = НЗД(b, a (mod b)).<br />

Доказ.<br />

1) Познато је да b | b, и штавише, b је највећи делилац броја b. Из ових чињеница и<br />

претпоставке b | a следи да је b највећи <strong>за</strong>једнички делилац бројева a и b.<br />

2) Нека су q и r редом количник и остатак при дељењу a <strong>са</strong> b, a = qb + r, 0 ≤ r < b.<br />

Треба да докажемо да је НЗД(a, b) = НЗД(b, r).<br />

Ако d | a и d | b, онда d | a – qb, тј. d | r. Дакле, сваки делилац d бројева a и b,<br />

такође је делилац и броја r.<br />

Ако d | b и d | r, онда d | qb + r, тј. d | a. Дакле, сваки делилац d бројева b и r,<br />

такође је делилац и броја a.<br />

Према претходним <strong>за</strong>пажањима, скуп свих делилаца бројева a и b једнак је<br />

скупу свих делилаца бројева b и r. Самим тим, највећи <strong>за</strong>једнички делилац<br />

бројева a и b једнак је највећем <strong>за</strong>једничком делиоцу бројева b и r. ■<br />

Еуклидов алгоритам<br />

Реч алгоритам се<br />

<strong>први</strong> пут појављује<br />

почетком 12.<br />

века у преводу на<br />

латински језик једне<br />

књиге арапског<br />

математичара Ал<br />

Хорезмија. Књига<br />

је преведена под<br />

насловом Algoritmi de<br />

numero indorum, што<br />

у слободном преводу<br />

на српски значи Ал<br />

Хорезми о индијској<br />

вештини рачунања.<br />

Пример 3.<br />

Одредимо НЗД(300, 252).<br />

300 = 1 · 252 + 48,<br />

НЗД(300, 252) = НЗД(252, 48)<br />

252 = 5 · 48 + 12,<br />

НЗД(252, 48) = НЗД(48, 12)<br />

48 = 4 · 12 + 0,<br />

НЗД(48, 12) = 12<br />

Дакле, НЗД(300, 252) = 12. <br />

300<br />

252<br />

300 = 1 · 252 + 48<br />

48<br />

252 = 5 · 48 + 12<br />

12<br />

48 = 4 · 12<br />

5.<br />

Задатак<br />

Применом Еуклидовог алгоритма одреди:<br />

а) НЗД(360, 255); б) НЗД(288, 126);<br />

в) НЗД (550, 198); г) НЗД(444, 942).<br />

6.<br />

Задатак<br />

Две жице дужине 42 m и 60 m треба исећи на што веће једнаке делове. Колика је<br />

дужина сваког дела и колико таквих делова има у сваком комаду жице?<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

51


2 57648<br />

A<br />

Прости бројеви<br />

1 2<br />

3 4 5 6 7 8 9 10 11<br />

12 13 14 15 16 17 18 19 20<br />

D 1<br />

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1<br />

2 3 2 5 2 7 2 3 2 11 2 13 2 3 2 17 2 19 2<br />

D 2<br />

D 3<br />

4 D 5<br />

3 D 7<br />

4 9 5 D 3 7 5 4 3 4<br />

11<br />

D 13<br />

D D<br />

17 19<br />

D 4<br />

6 8 D 9<br />

10 4 14 15 8 6 5<br />

D 6<br />

D 8<br />

D 10 6 D 14<br />

D 15<br />

16 9 10<br />

12<br />

D 12<br />

D 16<br />

18<br />

D 18<br />

20<br />

D 20<br />

Ако је n > 1, онда број n<br />

има бар два делиоца: 1 | n<br />

и n | n. Неки бројеви имају<br />

<strong>са</strong>мо ова два делиоца.<br />

Такви су, на пример, 2, 3, 5,<br />

7, 11, 13, 17, 19.<br />

прави делиоци<br />

броја 12<br />

1<br />

2<br />

3<br />

4<br />

6<br />

12<br />

теорема<br />

Природни бројеви већи од 1 који имају тачно два делиоца, број 1 и <strong>са</strong>м тај<br />

број, јесу прости бројеви. Природни бројеви већи од 1 који имају више од два<br />

делиоца јесу сложени бројеви.<br />

Ако је n сложен број, тада се сви његови делиоци различити од 1 и n, називају<br />

прави делиоци броја n. Ако је d било који прави делилац сложеног броја n, онда<br />

је 1 < d < n. Одавде <strong>за</strong>кључујемо да је сваки сложен број производ нека своја два<br />

права делиоца.<br />

Сваки природан број већи од 1 има делиоца који је прост број.<br />

Уместо детаљног дока<strong>за</strong> наводимо поједностављено објашњење претходног<br />

тврђења. Нека је n произвољан природан број.<br />

• Ако је број n прост, онда је он <strong>са</strong>м свој прост делилац.<br />

• Ако је n сложен број, онда n има праве делиоце. У случају да је неки прави<br />

делилац a броја n сложен, онда a такође има правог делиоца b, који је<br />

истовремено и прави делилац полазног броја n. Даље, ако је b сложен, онда<br />

је прави делилац c броја b такође прави делилац броја n. Поступак издвајања<br />

правих делилаца (a, b, c итд.) броја n некада се мора <strong>за</strong>вршити. То значи да ћемо<br />

у неком кораку доћи до простог делиоца броја n.<br />

теорема<br />

Простих бројева има бесконачно много.<br />

Доказ.<br />

Претпоставим супротно да постоји <strong>са</strong>мо коначно много простих бројева. Нека<br />

су то бројеви p 1<br />

, p 2<br />

, ..., p k<br />

. Из наведене претпоставке следи да су сложени сви<br />

природни бројеви, осим 1 и наведених простих бројева. Посебно,<br />

број n = p 1<br />

p 2<br />

... p k<br />

+ 1 је сложен па мора бити дељив неким простим бројем.<br />

Међутим, то није могуће, јер при дељењу броја n било којим од простих бројева<br />

p 1<br />

, p 2<br />

, ..., p k<br />

добија се остатак 1.<br />

Дакле, постоји бесконачно много простих бројева. ■<br />

52<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Цели бројеви<br />

Ако је p најмањи прост делилац сложеног броја n, онда је p · p ≤ n.<br />

Ератостеново сито<br />

Доказ.<br />

Ако је број n сложен, онда бар један његов прави делилац мора бити прост<br />

број. Нека је p најмањи прост делилац сложеног броја n. Тада је n = p · q, <strong>за</strong> неки<br />

природан број q. Број q је такође делилац броја n.<br />

• Ако је број q прост број, онда је p ≤ q, јер је p најмањи прост делилац броја n.<br />

• Ако је број q сложен, он има своје просте делиоце, који су истовремено и прости<br />

делиоци броја n, па нису мањи од p. Дакле, и у овом случају важи p ≤ q.<br />

Из p ≤ q и n = p · q следи да је p 2 = p · p ≤ p · q = n. ■<br />

Пример 1.<br />

Претходно тврђење је веома значајно и корисно. Применићемо га да на<br />

једноставан начин одредимо све просте бројеве прве стотине.<br />

Како је 11 · 11 = 121, према претходној теореми <strong>за</strong>кључујемо да је најмањи прост<br />

делилац сложених бројева прве стотине неки од бројева 2, 3, 5 или 7. То значи, да<br />

ако неки двоцифрен број није дељив бројевима 2, 3, 5 или 7, онда он није сложен,<br />

па је <strong>са</strong>мим тим прост.<br />

Лево су <strong>за</strong>пи<strong>са</strong>ни сви природни бројеви прве стотине.<br />

Поступно ћемо прецртавати све бројеве који нису прости.<br />

Број 1 није прост, и прво њега прецртавамо. Број 2 је прост.<br />

Њега <strong>за</strong>окружујемо, а прецртавамо све <strong>са</strong>држаоце броја 2.<br />

После броја 2, <strong>први</strong> непрецртани број јесте прост број 3.<br />

Њега <strong>за</strong>окружујемо и прецртавамо све <strong>са</strong>држаоце броја 3.<br />

Затим <strong>за</strong>окружујемо прост број 5 и прецртавамо све<br />

његове <strong>са</strong>држаоце. Заокружујемо и број 7 и прецртавамо<br />

све његове <strong>са</strong>држаоце.<br />

На овај начин, прецртали смо све бројеве прве стотине<br />

који су дељиви неким од бројева 2, 3, 5 или 7, тј. све<br />

сложене бројеве.<br />

Заокруживањем свих непрецртаних бројева издвајамо све<br />

просте бројеве прве стотине.<br />

1<br />

11<br />

21<br />

31<br />

41<br />

51<br />

61<br />

71<br />

81<br />

2<br />

12<br />

22<br />

32<br />

42<br />

52<br />

62<br />

72<br />

82<br />

3<br />

13<br />

23<br />

33<br />

43<br />

53<br />

63<br />

73<br />

83<br />

4<br />

14<br />

24<br />

34<br />

44<br />

54<br />

64<br />

74<br />

84<br />

5<br />

15<br />

25<br />

35<br />

45<br />

55<br />

65<br />

75<br />

85<br />

6<br />

16<br />

26<br />

36<br />

46<br />

56<br />

66<br />

76<br />

86<br />

7<br />

17<br />

27<br />

37<br />

47<br />

57<br />

67<br />

77<br />

87<br />

8<br />

18<br />

28<br />

38<br />

48<br />

58<br />

68<br />

78<br />

88<br />

9<br />

19<br />

29<br />

39<br />

49<br />

59<br />

69<br />

79<br />

89<br />

10<br />

20<br />

30<br />

40<br />

50<br />

60<br />

70<br />

80<br />

90<br />

Заокруживањем свих непрецртаних бројева издвајамо све<br />

просте бројеве прве стотине: 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29, 31,<br />

37, 41, 43, 47, 53, 59, 61, 67, 71, 73, 79, 83, 89, 97. <br />

91<br />

92<br />

93<br />

94<br />

95<br />

96<br />

97<br />

98<br />

99<br />

100<br />

Поступак опи<strong>са</strong>н у претходном примеру се може применити <strong>за</strong> одређивање свих<br />

простих бројева који су мањи од неког унапред <strong>за</strong>датог броја. Поступак се назива<br />

Ератостеново сито по старогрчком математичару Ератостену, који је живео у III<br />

веку пре нове ере. Ератостен је <strong>први</strong> издвајао („просејавао”) просте бројеве међу<br />

природним бројевима.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

53


2<br />

2<br />

1 57648 9<br />

Да ли je неки број n сложен или прост испитујемо на следећи начин:<br />

1) прво одредимо све просте бројеве p <strong>за</strong> које важи p 2 ≤ n;<br />

2) <strong>за</strong>тим <strong>за</strong> сваки прост број, одређен у кораку 1), проверавамо да ли он дели n.<br />

Ако у кораку 2) нађемо прост број који дели n, онда је n сложен. У супротном, n је<br />

прост.<br />

У примеру користимо<br />

табелу квадрата <strong>први</strong>х<br />

петнаест простих<br />

бројева.<br />

p p 2<br />

2 4<br />

3 9<br />

5 25<br />

7 49<br />

11 121<br />

13 169<br />

17 289<br />

19 361<br />

23 529<br />

29 841<br />

31 961<br />

37 1 369<br />

41 1 681<br />

43 1 849<br />

47 2 209<br />

Пример 2.<br />

Да ли је 457 прост или сложен број?<br />

Користећи претходну табелу, уочавамо да је 23 2 = 529 > 457. Зато испитујемо да ли<br />

је 457 дељив неким од простих бројева 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19:<br />

2 |/ 457, 3 |/ 457,<br />

5 |/ 457, 7 |/ 457 (457 = 7 · 65 + 2),<br />

11 |/ 457 (457 = 11 · 41 + 6), 13 |/ 457 (457 = 13 · 35 + 2),<br />

17 |/ 457 (457 = 17 · 26 + 15), 19 |/ 457 (457 = 19 · 24 + 1).<br />

Дакле, 457 је прост број.<br />

Да ли је 299 прост или сложен број?<br />

Како је 19 2 = 361 > 299, довољно је испитати да ли је 299 дељив неким од простих<br />

бројева 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17:<br />

2 |/ 299, 3 |/ 299,<br />

5 |/ 299, 7 |/ 299 (299 = 7 · 42 + 5),<br />

11 |/ 299 (299 = 11 · 27 + 2), 13 | 299 (299 = 13 · 23 + 0).<br />

Дакле, 13 | 299, одакле следи да је 299 сложен број (299 = 13 · 23). <br />

1. Задатак<br />

Испитај да ли је број прост или сложен:<br />

а) 257; б) 287; в) 341; г) 373; д) 673; ђ) 1 729.<br />

најмањи прост<br />

делилац броја 588<br />

најмањи прост<br />

делилац броја 294<br />

најмањи прост<br />

делилац броја 147<br />

најмањи прост<br />

делилац броја 49<br />

најмањи прост<br />

делилац броја 7<br />

2<br />

2<br />

3<br />

7<br />

7<br />

588<br />

294<br />

147<br />

49<br />

7<br />

1<br />

588<br />

294<br />

147<br />

49<br />

7<br />

1<br />

2<br />

2<br />

3<br />

7<br />

7<br />

Ератостеново сито је <strong>за</strong>право поступак трагања <strong>за</strong> најмањим<br />

простим делиоцем датог броја. Када неки сложен број<br />

поделимо његовим најмањим простим делиоцем, добијени<br />

количник такође има најмањи прост делилац. Настављајући<br />

овај поступак, тј. делећи сваки добијени количник његовим<br />

најмањим простим делиоцем, напослетку ћемо добити<br />

количник 1. Производ свих простих бројева, којима смо<br />

делили количнике, једнак је полазном броју. Поступак којим<br />

дати број представљамо као производ простих бројева назива<br />

се растављање на просте чиниоце.<br />

54<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Цели бројеви<br />

Сваки природан број већи од 1 може се представити<br />

као производ простих бројева.<br />

Основна теорема<br />

аритметике<br />

Основну теорему аритметике можемо формули<strong>са</strong>ти и на следећи начин: <strong>за</strong> сваки<br />

природан број n постоје јединствени прости бројеви p 1<br />

, p 2<br />

, ..., p k<br />

, p 1<br />

< p 2<br />

< ... < p k<br />

,<br />

и јединствени природни бројеви α 1<br />

, α 2<br />

, ... α k<br />

такви да је n = p 1<br />

α 1p 1<br />

α 1 ... p k<br />

α k. Производ<br />

p 1<br />

α 1p 1<br />

α 1 ... p k<br />

α k назива се канонска фактори<strong>за</strong>ција броја n. На пример, растављањем<br />

броја 588 на просте чиниоце долазимо до канонске фактори<strong>за</strong>ције овог броја:<br />

588 = 2 2 · 3 · 7 2 .<br />

Помоћу канонских фактори<strong>за</strong>ција датих природних бројева једноставно се<br />

одређује њихов највећи <strong>за</strong>једнички делилац и најмањи <strong>за</strong>једнички <strong>са</strong>држалац.<br />

Највећи <strong>за</strong>једнички делилац смо дефини<strong>са</strong>ли у претходној лекцији.<br />

Најмањи <strong>за</strong>једнички <strong>са</strong>држалац бројева a и b јесте најмањи природан број који<br />

је дељив и бројем a и бројем b. Најмањи <strong>за</strong>једнички <strong>са</strong>држалац бројева a и b<br />

означавамо НЗС(a, b).<br />

Дефиниција<br />

Пример 3.<br />

Један од начина да се одреде НЗД(a, b) и НЗС(a, b), природних бројева a и b, јесте<br />

да се сваки од њих растави на просте чиниоце.<br />

Највећи <strong>за</strong>једнички делилац је производ простих чинилаца који се јављају у<br />

растављањима оба броја, при чему се сваки од тих чинилаца узима онолико пута<br />

колико се највише <strong>са</strong>држи у оба броја.<br />

Најмањи <strong>за</strong>једнички <strong>са</strong>држалац је производ простих чинилаца који се јављају у<br />

растављању бар једног од тих бројева, при чему се сваки чинилац узима онолико<br />

пута колико се највише <strong>са</strong>држи у једном од тих бројева.<br />

126<br />

63<br />

21<br />

7<br />

1<br />

2<br />

3<br />

3<br />

7<br />

315<br />

105<br />

35<br />

7<br />

1<br />

3<br />

3<br />

5<br />

7<br />

126 = 2 · 3 · 3 · 7<br />

315 = 3 · 3 · 5 · 7<br />

НЗД (126, 315) = 3 · 3 · 7 = 63<br />

126 = 2 · 3 · 3 · 7<br />

315 = 3 · 3 · 5 · 7<br />

НЗС (126, 315) = 3 · 3 · 7 · 2 · 5 = 630<br />

<br />

2. Задатак<br />

Растављањем бројева на просте чиниоце одреди:<br />

а) НЗД(100, 45) и НЗС(100, 45); б) НЗД(24, 30) и НЗС(24, 30);<br />

в) НЗД(70, 154) и НЗС(70, 154); г) НЗД(182, 260) и НЗС(182, 260).<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

55


2<br />

2<br />

1 57648 9<br />

p 0 = 1, p N<br />

Основне идеје из претходног примера можемо уопштено прика<strong>за</strong>ти. Нека су a<br />

и b било који природни бројеви. Издвојимо просте бројеве који се појављују у<br />

канонској фактори<strong>за</strong>цији бар једног од бројева a или b: нека су то прости бројеви<br />

p 1<br />

, p 2<br />

, ..., p m<br />

. Међу издвојеним простим бројевима налазе се сви прости чиниоци<br />

броја a, али могуће и они прости бројеви који не деле a, већ <strong>са</strong>мо деле b. Узимајући<br />

у обзир једнакост p 0 = 1, <strong>за</strong> било који природан број p, <strong>за</strong>кључујуемо да <strong>за</strong> неке<br />

α<br />

ненегативне целе бројеве α 1<br />

, α 2<br />

, ..., α m<br />

важи a = p 1 1pα 1<br />

α<br />

2<br />

... p m m. Наравно, ако неки<br />

прост број p i<br />

не дели a, онда је α i<br />

= 0. На исти начин <strong>за</strong>кључујемо да постоје<br />

b<br />

ненегативни цели бројеви β 1<br />

, β 2<br />

, ..., β m<br />

важи b = p 1 1pb 1<br />

b<br />

2<br />

... p m m. Нека је max {α, β}<br />

једнако α ако је α > β, односно β ако је α ≤ β:<br />

α, α > β,<br />

max {α, β} =<br />

β, α ≤ β.<br />

Слично уводимо min {α, β}:<br />

β, α > β,<br />

min {α, β} =<br />

α, α ≤ β.<br />

Користећи уведене ознаке, имамо:<br />

min {α<br />

НЗД(a,b) = p 1<br />

, β 1}<br />

min {α<br />

1<br />

p 2<br />

, β 2<br />

} min {α<br />

2<br />

... p m<br />

, β m<br />

} max {α<br />

m<br />

и НЗС(a, b) = p 1<br />

, β 1}<br />

max {α<br />

1<br />

p 2<br />

, β 2<br />

} max {α<br />

2<br />

... p m<br />

, β m} m<br />

.<br />

Пример 4.<br />

Ако једнакости 126 = 2 · 3 2 · 7 и 315 = 3 2 · 5 · 7 <strong>за</strong>пишемо у облику 126 = 2 1 · 3 2 · 5 0 · 7 1<br />

и 315 = 2 0 · 3 2 · 5 1 · 7 1 , имамо<br />

НЗД(126,315) = 2 min {1, 0} · 3 min {2, 2} · 5 min {0, 1} min {1, 1}<br />

· 7<br />

= 2 0 · 3 2 · 5 0 · 7 1 = 63<br />

НЗС(126,315) = 2 max {1, 0} · 3 max {2, 2} · 5 max {0, 1} max {1, 1}<br />

· 7<br />

= 2 1 · 3 2 · 5 1 · 7 1 = 630 <br />

теорема<br />

За свака два природна броја a и b важи НЗД(a, b) · НЗС(a, b) = a · b.<br />

Подсећамо на<br />

једнакост, познату из<br />

основне школе:<br />

p α · p β = p α + β , при<br />

чему је p > 0, α, β ≥ 0.<br />

Доказ.<br />

Нека су p 1<br />

, p 2<br />

, ..., p m<br />

прости бројеви који се појављују у канонској фактори<strong>за</strong>цији<br />

бар једног од бројева a или b. Постоје ненегативни цели бројеви α 1<br />

, α 2<br />

, ..., α m<br />

и<br />

β 1<br />

, β 2<br />

, ..., β m<br />

такви да је a = p 1<br />

α 1p 2<br />

α 1 ... p m<br />

α m и b = p 1<br />

b 1p 2<br />

b 1 ... p m<br />

b m. Користећи очигледну<br />

једнакост<br />

max {α, β} + min {α, β} = α + β<br />

добијамо:<br />

НЗД(a, b) · НЗС(a, b)<br />

= p 1<br />

min {α 1<br />

, β 1<br />

}<br />

... p m<br />

min {α m<br />

, β m<br />

}<br />

· p 1<br />

max {α 1<br />

, β 1<br />

}<br />

... p m<br />

max {α m<br />

, β m<br />

}<br />

= p 1<br />

min {α 1<br />

, β 1<br />

}+max {α 1<br />

, β 1<br />

}<br />

... p m<br />

min {α m<br />

, β m<br />

}+max {α m<br />

, β m<br />

}<br />

= p 1<br />

α 1<br />

+ β 1 ... p m<br />

α m<br />

+ β m<br />

= (p 1<br />

α 1 p 2<br />

α 1 ... p m<br />

α m) · (p 1<br />

b 1 p 2<br />

b 1 ... p m<br />

b m) = a · b ■<br />

56<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Бројевне базе<br />

Могућност да представимо бројеве у позиционом систему дугујемо<br />

теореми о остатку. Декадни бројевни систем <strong>за</strong>снован је на јединственом<br />

приказивању бројева збиром производа цифара и степена броја 10 који у<br />

овом случају представља базу (или основу) система. На пример,<br />

7 203 = 7 ∙ 10 3 + 2 ∙ 10 2 + 0 ∙ 10 1 + 3 ∙ 10 0 .<br />

Уместо броја 10, <strong>за</strong> базу бројевног система се може и<strong>за</strong>брати било који<br />

други природан број већи од 1.<br />

А<br />

Једноставности ради<br />

посматраћемо <strong>са</strong>мо<br />

<strong>за</strong>писе природних<br />

бројева, иако се и остале<br />

врсте бројева могу<br />

<strong>за</strong>пи<strong>са</strong>ти у систему <strong>са</strong><br />

било којом базом.<br />

Број:<br />

Ба<strong>за</strong><br />

b<br />

b 2 b 1 b 0<br />

Запис броја у датом<br />

систему<br />

b = 10 27 = 2 ∙ 10 1 + 7 ∙ 10 0<br />

b = 9 30 = 3 ∙ 9 1 + 0 ∙ 9 0<br />

b = 7 36 = 3 ∙ 7 1 + 6 ∙ 7 0<br />

b = 5 102 = 1 ∙ 5 2 + 0 ∙ 5 1 + 2 ∙ 5 0<br />

b = 4 123 = 1 ∙ 4 2 + 2 ∙ 4 1 + 3 ∙ 4 0<br />

Репрезентацију природног броја n у бази b добијамо тако што прво одредимо<br />

количник при дељењу броја n <strong>са</strong> b, а <strong>за</strong>тим сваки добијени количник поново<br />

делимо <strong>са</strong> b све док не добијемо количник једнак нули. До нуле морамо стићи, јер<br />

у сваком кораку добијамо количник мањи од претходног.<br />

n = q 0<br />

b + r 0<br />

, 0 ≤ r 0<br />

< b,<br />

q 0<br />

= q 1<br />

b + r 1<br />

, 0 ≤ r 1<br />

< b, q 1<br />

< q 2<br />

n = (q 1<br />

b + r 1<br />

)b + r 0<br />

= q 1<br />

b 2 + r 1<br />

b + r 0<br />

q 1<br />

= q 2<br />

b + r 2<br />

, 0 ≤ r 2<br />

< b, q 2<br />

< q 1<br />

n = (q 2<br />

b + r 2<br />

)b 2 + r 1<br />

b + r 0<br />

= q 2<br />

b 3 + r 2<br />

b 2 + r 1<br />

b + r 0<br />

q k – 1<br />

= 0 · b + r k<br />

, 1 ≤ r k<br />

< b, 0 < q k – 1<br />

n = r k<br />

b k + ... + r 2<br />

b 2 + r 1<br />

b + r 0<br />

Увођењем симбола <strong>за</strong> могуће остатке при дељењу <strong>са</strong> b, репрезентација броја n у<br />

бази b јесте <strong>за</strong>пис (r k<br />

... r 2<br />

r 1<br />

r 0<br />

) b<br />

.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

57


2<br />

2<br />

1 57648 9<br />

теорема о<br />

бројевној бази<br />

Ба<strong>за</strong> Цифре<br />

9 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8<br />

8 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7<br />

7 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6<br />

6 0, 1, 2, 3, 4, 5<br />

5 0, 1, 2, 3, 4<br />

4 0, 1, 2, 3<br />

3 0, 1, 2<br />

2 0, 1<br />

Нека је b > 1. Тада <strong>за</strong> сваки природан број a постоје јединствени природни<br />

бројеви n, c 0<br />

, c 1<br />

, c 2<br />

, ..., c n<br />

такви да је<br />

a = c n<br />

b n + ... + c 2<br />

b 2 + c 1<br />

b + c 0<br />

при чему је 0 ≤ c 0<br />

, c 1<br />

, c 2<br />

, ..., c n – 1<br />

< b и 1 ≤ c n<br />

< b.<br />

Уколико је 2 ≤ b ≤ 9 <strong>за</strong> <strong>за</strong>писивање бројева у систему <strong>са</strong> основом b користимо<br />

арапске цифре – наравно, <strong>са</strong>мо оне које означавају бројеве мање од b. Ако је<br />

b > 10, онда се <strong>за</strong> цифре најчешће узимају почетна слова (колико треба) абецеде.<br />

Тако, слова A, B, C, D, E, F као цифре редом одговарају бројевима 10, 11, 12, 13,<br />

14, 15 декадног система.<br />

Пример 1.<br />

Записом (2 305) 7<br />

представљен је број у систему <strong>са</strong> базом 7. Приказ овог броја у<br />

декадном систему једноставно одређујемо рачуном који произлази из значења<br />

<strong>са</strong>мог <strong>за</strong>пи<strong>са</strong>: (2 305) 7<br />

= 2 · 7 3 + 3 · 7 2 + 0 · 7 + 5 = 838. <br />

Пример 2.<br />

Прикажимо број 876 (<strong>за</strong>пи<strong>са</strong>н у декадном систему) у системима <strong>за</strong> различит избор<br />

базе b.<br />

Ба<strong>за</strong><br />

Поступак<br />

превођења<br />

b = 7 876 = 125 · 7 + 1<br />

125 = 17 · 7 + 6<br />

17 = 2 · 7 + 3<br />

2 = 0 · 7 + 2<br />

b = 8 876 = 109 · 8 + 4<br />

109 = 13 · 8 + 5<br />

13 = 1 · 8 + 5<br />

1 = 0 · 8 + 1<br />

b = 2 876 = 438 · 2 + 0<br />

438 = 219 · 2 + 0<br />

219 = 109 · 2 + 1<br />

109 = 54 · 2 + 1<br />

54 = 27 · 2 + 0<br />

27 = 13 · 2 + 1<br />

13 = 6 · 2 + 1<br />

6 = 3 · 2 + 0<br />

3 = 1 · 2 + 1<br />

1 = 0 · 2 + 1<br />

b = 16 876 = 54 · 16 + 12<br />

54 = 3 · 16 + 6<br />

3 = 0 · 16 + 3<br />

Превод<br />

876 = (2361) 7<br />

Провера:<br />

876 = 2 · 7 3 + 3 · 7 2 + 6 · 7 + 1<br />

876 = (1554) 8<br />

876 = (1101101100) 2<br />

876 = (36C) 16<br />

<br />

58<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Цели бројеви<br />

Пример 3.<br />

Пока<strong>за</strong>ћемо како се један стари <strong>за</strong>датак, <strong>за</strong>бележен у 13. веку,<br />

може једноставно решити погодним избором бројевне базе.<br />

Треба и<strong>за</strong>брати 5 тегова тако да се помоћу њих може измерити<br />

било који терет до 30 kg, под условом да се тегови постављају<br />

<strong>са</strong>мо на један тас ваге. Одредимо масе тегова.<br />

Да бисмо измерили неки терет, постављајући тегове <strong>са</strong>мо на један тас ваге, масу<br />

терета треба представити у облику збира ма<strong>са</strong> тегова које имамо, при чему се<br />

сваки тег може узети највише једном. Ако су масе тегова које смо и<strong>за</strong>брали редом<br />

једнаке m 1<br />

, m 2<br />

, m 3<br />

, m 4<br />

, m 5<br />

, тада се терет масе M ≤ 30 може представити у облику<br />

M = a 1<br />

m 1<br />

+ a 2<br />

m 2<br />

+ a 3<br />

m 3<br />

+ a 4<br />

m 4<br />

+ a 5<br />

m 5<br />

,<br />

при чему су бројеви a 1<br />

, a 2<br />

, a 3<br />

, a 4<br />

, a 5<br />

једнаки јединици или нули, у <strong>за</strong>висности од<br />

тога да ли је одговарајући тег стављен на тас или није.<br />

Очигледна је сличност <strong>са</strong> представљањем броја M у бројевном систему <strong>са</strong><br />

основом 2. И<strong>за</strong>беримо <strong>за</strong>то тегове чије су масе:<br />

m 1<br />

= 1 kg, m 2<br />

= 2 kg, m 3<br />

= 4 kg, m 4<br />

= 8 kg, m 5<br />

= 16 kg.<br />

Укупна ма<strong>са</strong> свих тегова 1 kg + 2 kg + 4 kg + 8 kg + 16 kg = 31 kg, већа је од 30 kg.<br />

Осим тога, сваки број M ≤ 31, може се представити у облику:<br />

M = b 4<br />

· 2 4 + b 3<br />

· 2 3 + b 2<br />

· 2 2 + b 1<br />

· 2 + b 0<br />

,<br />

где је сваки од коефицијената b 4<br />

, b 3<br />

, b 2<br />

, b 1<br />

, b 0<br />

јединица или нула.<br />

На пример, којим теговима се може измерити терет од 22 kg? Напишимо број 22 у<br />

систему <strong>са</strong> основом 2:<br />

22 = 1 · 2 4 + 1 · 2 2 + 1 · 2 1 = (10110) 2<br />

.<br />

Дакле, терет масе 22 kg измерићемо користећи тегове од 16 kg, 4 kg и 2 kg. <br />

1. Задатак<br />

Познати музичар из удаљене галаксије гостовао је у једној телевизијској емисији<br />

на Земљи. Описујући своје почетке музичар је рекао:<br />

„Моје детињство и младост се не нису разликовали много од одрастања вас<br />

земљана. У школу <strong>са</strong>м пошао у 20. години. Гитару <strong>са</strong>м почео да свирам у<br />

101. години. Први пут <strong>са</strong>м јавно наступао убрзо након <strong>за</strong>вршетка средње школе,<br />

у 200. години.”<br />

Очигледно је овај ванземаљски гост одлично научио говорни језик, али није<br />

стигао да се упозна <strong>са</strong> земаљским бројевним системом. Зашто је његова прича<br />

земљанима звучала чудно? Да ли се његово одрастање <strong>за</strong>иста може сматрати<br />

сличним одрастању земљана?<br />

Упутство. Постер ванземаљске музичке звезде прика<strong>за</strong>н је на слици десно.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

59


2<br />

2<br />

1 57648 9<br />

Задаци<br />

Дељивост целих бројева<br />

А<br />

1. При дељењу неког броја <strong>са</strong> 52 добије се остатак 47. Колики ће бити остатак при<br />

дељењу истог броја <strong>са</strong> 13?<br />

2. Применом Еуклидовог алгоритма одреди највећи <strong>за</strong>једнички делилац бројева:<br />

1) 528 и 468; 2) 4752 и 624; 3) 6787 и 7194.<br />

3. Две жице дужине 288 m и 126 m треба исећи на што веће једнаке делове. Колика<br />

је дужина сваког дела и колико таквих делова има у сваком комаду жице?<br />

4. Да ли постоје цели бројеви m и n такви да је 119m – 91n = 911?<br />

5. Одреди највећи природан број d такав да се при дељењу бројева 205 и 457 <strong>са</strong> d<br />

добија остатак 1.<br />

Прости бројеви<br />

А<br />

6. Растављањем на чиниоце одреди највећи <strong>за</strong>једнички делилац бројева:<br />

1) 588 и 378; 2) 42, 56 и 72; 3) 8100 и 6750.<br />

7. Одреди најмањи <strong>за</strong>једнички <strong>са</strong>држалац бројева:<br />

1) 840 и 2 646; 2) 24, 42 и 15.<br />

8. Одреди укупан број природних делилаца броја 6552.<br />

Бројеви a и b су<br />

у<strong>за</strong>јамно прости ако је<br />

НЗД(a, b) = 1.<br />

9. Ако су a и b произвољни природни бројеви и ако је d = НЗД(a, b), докажи да су<br />

бројеви a : d и b : d у<strong>за</strong>јамно прости.<br />

10. Одреди најмањи природан број који при дељењу <strong>са</strong> 3 даје остатак 2, при<br />

дељењу <strong>са</strong> 4 даје остатак 3, а при дељењу <strong>са</strong> 6 даје остатак 5.<br />

11. Одреди НЗС(x, y) ако је xy = 1 350, НЗД(x, y) = 15.<br />

12. Одреди НЗД(x, y) ако је xy = 896, НЗС(x, y) = 128.<br />

13. Одреди број a такав да је НЗС(a, 15) = 105 и НЗД(a, 15) = 5.<br />

14. Одреди све парове бројева x и y такве да је НЗД(x, y) = 6, НЗС(x, y) = 36.<br />

Бројевне базе<br />

А<br />

15. Преведи дате <strong>за</strong>писе у декадне:<br />

1) (10010) 2<br />

; 2) (2101) 3<br />

; 3) (2101) 5<br />

; 4) (76) 8<br />

; 5) (A0B) 16<br />

.<br />

16. Декадни <strong>за</strong>пис 56 преведи у систем <strong>са</strong> базом:<br />

1) 12; 2) 6; 3) 5; 4) 2.<br />

17. Бројеве 365 и 2 019, <strong>за</strong>пи<strong>са</strong>не у декадном систему, преведи у систем <strong>са</strong> базом:<br />

1) 14; 2) 16; 3) 9.<br />

60<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Скуп рационалних бројева (62)<br />

РЕАЛНИ БРОЈЕВИ<br />

А Разломци и периодични децимални <strong>за</strong>писи; основне рачунске<br />

операције <strong>са</strong> рационалним бројевима и особине; основне особине<br />

поретка рационалних бројева (62)<br />

Скуп реалних бројева (66)<br />

А Ирационални бројеви; бројевна права; основне особине операција и<br />

поретка на скупу реалних бројева (66)<br />

Б Важне последице основних особина операција и поретка на скупу<br />

реалних бројева (71)<br />

Апсолутна вредност реалног броја (74)<br />

А Појам апсолутне вредности (74)<br />

Б Основне особине апсолутне вредности (75)<br />

Приближне вредности реалних бројева (76)<br />

А Правила <strong>за</strong>округљивања; апсолутна и релативна грешка; операције <strong>са</strong><br />

приближним вредностима (76)<br />

Степен чији је изложилац цео број (81)<br />

А Степеновање целим бројевима; основне особине степеновања целим<br />

бројем; децимални <strong>за</strong>пис броја у стандардном облику (81)<br />

2 = 1.41421356237<br />

30950488016887242<br />

09698078569671875<br />

37694807317667973<br />

79907324784621070<br />

38850387534327641<br />

57273501384623091<br />

22970249248360558<br />

50737212644121497<br />

09993583141322266<br />

59275055927557999<br />

5050115278206057<br />

14701095599716059<br />

70274534596862014<br />

72851741864088919<br />

86095523292304843<br />

08714321450839762<br />

60362799525140798<br />

9687253396546331<br />

8088296406206152<br />

5835239505474575<br />

02877599617298355<br />

75220337531857011<br />

35437460340849884<br />

71603868999706990<br />

04815030544027790<br />

31645424782306849<br />

2936918621580578<br />

4631115966687130<br />

1301561856898723<br />

7235288509264861<br />

2494977154218334<br />

2042856860601468<br />

2472077143585487<br />

4155657069677653<br />

7202264854470158<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


јединица мере<br />

A<br />

десети део јединице мере<br />

Скуп рационалних бројева<br />

У скупу природних бројева N = {1, 2, 3, ...} немају увек решења једначине облика<br />

a + x = b, <strong>са</strong> непознатом x при чему a,b N.<br />

Увођењем нуле и негативних бројева –1, –2, –3... добијемо скуп целих бројева<br />

Z = {...,–3,–2,–1,0,1,2,3,...}. Будући да је N Z, рачунске операције <strong>са</strong> целим<br />

бројевима се уводе тако да природно проширују операције <strong>са</strong> природним<br />

бројевима. У скупу целих бројева све једначине облика a + x = b, где су a и b било<br />

који дати цели бројеви, имају решења по x. Међутим, једначине 2 · x = 1, 3 · x = –5,<br />

–4 · x = 7 итд. немају решења у скупу Z. Овакве једначине имају решења у скупу<br />

који добијамо проширењем скупа Z разломцима. То проширење се назива скуп<br />

рационалних бројева и обележава се Q.<br />

Q = {<br />

p<br />

q | p Z, q N }<br />

Рачунске операције <strong>са</strong> рационалним бројевима се уводе тако да природно<br />

проширују операције <strong>са</strong> целим бројевима.<br />

Познато је да разломачка црта у одређеном смислу представља дељење и да се<br />

сваки разломак може представити и у тзв. децималном <strong>за</strong>пису.<br />

стоти део јединице мере<br />

319 : 44 = 7,25<br />

–308<br />

110<br />

–88<br />

220<br />

–220<br />

2,47<br />

јединица мере<br />

322 : 44 = 7,31818...<br />

–308<br />

140<br />

–132<br />

80<br />

–44<br />

360<br />

–352<br />

80<br />

–44<br />

360<br />

–352<br />

8<br />

...<br />

Децимални <strong>за</strong>писи су посебно<br />

погодни <strong>за</strong> изражавање<br />

резултата мерења. У складу<br />

<strong>са</strong> декадним бројевним<br />

системом, приликом мерења<br />

узимају се у обзир и<br />

десети, стоти, хиљадити итд.<br />

делови јединице мере.<br />

милиона<br />

сто хиљада<br />

десет хиљада<br />

хиљада<br />

стотина<br />

Анализирајмо познат поступак превођења разломка<br />

p<br />

, p Z, q N, у децимални <strong>за</strong>пис.<br />

q<br />

При дељењу целих бројева <strong>са</strong> q могу се појавити остаци<br />

0, 1, 2, ..., q – 1.<br />

• Ако се у неком кораку поменутог поступка појави<br />

остатак 0, онда се поступак дељења <strong>за</strong>вршава и<br />

добијамо коначан децимални <strong>за</strong>пис.<br />

• Ако се при дељењу никада не појави остатак 0,<br />

онда се након извесног броја корака, и то највише<br />

након q корака, мора поновити остатак који је<br />

већ био добијен. Самим тим, у резултату дељења<br />

доћи ће до понављања одређене групе цифара и<strong>за</strong><br />

децималне <strong>за</strong>пете и добијамо бесконачан периодичан<br />

децимални <strong>за</strong>пис.<br />

десетица<br />

јединица<br />

десетих<br />

стотих<br />

хиљадитих<br />

цео део децимална <strong>за</strong>пета децимале<br />

319 : 44 = 7<br />

–308<br />

11<br />

319<br />

44 = 7 11<br />

44 = 7,25<br />

322 : 44 = 7<br />

–308<br />

14<br />

322<br />

44 = 7 14<br />

44<br />

= 7,3181818...<br />

62<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Реални бројеви<br />

Бесконачан периодичан децимални <strong>за</strong>пис и<strong>за</strong> децималне <strong>за</strong>пете <strong>са</strong>држи<br />

бесконачно много цифара, које нису све једнаке нули, и постоји цифра или<br />

група цифара која се понавља почев од неког места. Уколико то место није<br />

прво и<strong>за</strong> <strong>за</strong>пете, цифра или група цифара која претходи првом појављивању<br />

цифара периода назива се претпериод.<br />

претпериод<br />

7,318181818... = 7,3(18)<br />

период<br />

1.<br />

Задатак<br />

Одреди периодичан децимални <strong>за</strong>пис количника:<br />

а) 70 : 13; б) 1 : 7; в) 23 : 11.<br />

Сваки периодичан децимални <strong>за</strong>пис може се <strong>за</strong>пи<strong>са</strong>ти у облику разломка. У<br />

наредном примеру описујемо поступак претварања периодичног децималног<br />

<strong>за</strong>пи<strong>са</strong> у облик p q .<br />

Пример 1.<br />

Одредимо разломак чији је децимални <strong>за</strong>пис 12,154545454...<br />

Први корак. Дати број најпре множимо декадном јединицом која има онолико<br />

нула колика је дужина претпериода. Ако <strong>за</strong>пис нема претпериод онда одмах идемо<br />

на наредни корак.<br />

Други корак. Број добијен у претходном кораку или дати број, у случају да је<br />

претходни корак прескочен, множимо декадном јединицом која има онолико нула<br />

колика је дужина периода.<br />

Када од броја добијеног у другом кораку одузмемо број из првог корака, односно<br />

дати број ако првог корака није било, разлика је природан број. Користећи ову<br />

чињеницу једноставно налазимо жељени разломак.<br />

Бесконачне периодичне децималне <strong>за</strong>писе негативних бројева преводимо у<br />

облик p , p Z, q N, тако што <strong>за</strong>пис без предзнака претворимо у разломак, а<br />

q<br />

<strong>за</strong>тим испред тог разломка допишемо знак „–“. Према претходном примеру, важи<br />

–12,154545454... = – 1 337<br />

110 . <br />

Треба имати на уму да се бесконачни децимални <strong>за</strong>писи код којих се почев од<br />

неког места и<strong>за</strong> <strong>за</strong>пете појављује <strong>са</strong>мо цифра 9 могу представити и коначним<br />

децималним <strong>за</strong>писом. Једноставно се показује да је, на пример:<br />

0,34999... = 0,34(9) = 0,35, 12,999... = 12,(9) = 13, итд.<br />

x = 12,154545454...<br />

Први корак.<br />

10x = 121,545454...<br />

Други корак.<br />

100 · 10x = 1000x<br />

= 12154,545454...<br />

1000x – 10x = 12 033<br />

x =<br />

12 033<br />

990<br />

= 1 337<br />

110<br />

x = 0,99999999...<br />

10x = 9,99999999...<br />

10x – x = 9<br />

9x = 9<br />

x = 1<br />

2.<br />

Задатак<br />

Периодичне децималне <strong>за</strong>писе преведи у разломак:<br />

a) 1,0(9); б) –1,(09); в) –0,1(2); г) –0,(12); д) –0,(12).<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

63


3<br />

2<br />

1 57648 9<br />

Операције <strong>са</strong><br />

рационалним<br />

бројевима<br />

Познавање поступака<br />

израчунавања збира,<br />

разлике, производа<br />

и количника два<br />

рационална броја<br />

спада у елементарну<br />

писменост.<br />

Сабирање и множење су комутативне операције:<br />

x + y = y + x и x · y = y · x, x, y Q.<br />

Сабирање и множење су асоцијативне операције:<br />

(x + y) + z = x + (y + z) и (x · y) · z = x · (y · z), x, y, z Q.<br />

Неутрални елемент <strong>за</strong> <strong>са</strong>бирање је 0, а <strong>за</strong> множење 1:<br />

x + 0 = x и x · 1 = x, x Q.<br />

Инверзни елемент у односу на <strong>са</strong>бирање назива се и супротан број, а у односу<br />

на множење реципрочан број:<br />

x + (–x) = 0, x Q и x · 1 = 1, x Q \ {0}.<br />

x<br />

Множење је дистрибутивно према <strong>са</strong>бирању:<br />

(x + y) · z = x · z + y · z, x, y, z Q.<br />

4 7 ÷ 0 =<br />

ERROR<br />

На неким<br />

калкулаторима након<br />

покушаја дељења<br />

нулом појављује<br />

се <strong>са</strong>мо слово Е<br />

(почето слово речи<br />

ERROR – грешка) или<br />

упозорење DIV BY<br />

ZERO.<br />

1 3 ÷ 6 =<br />

2,1666666666667<br />

3.<br />

4.<br />

5.<br />

Задатак<br />

Израчунај:<br />

a) –2,75 – ( – 3 4 ) · 4 2 3 ; б) ( –7 + 1,2 · ( 2 1 3 – 1 1 2 )) : 0,75;<br />

в)<br />

6 : 3 4 – 1 1 6 · 6 7<br />

4 1 5 · 10<br />

11 + 5 2 ; г)<br />

11<br />

Задатак<br />

3 + 0,42 : 0,1<br />

( 1 : 0,3 – 2 1 3 ) · 0,25 .<br />

Напомена. Подсећамо на договор да је множење приоритетније од <strong>са</strong>бирања.<br />

Познавање особина рачунских операција може да олакша рачунање. Израчунај<br />

напамет:<br />

а) 0,01 · 1000; б) 0,01 : 0,001; в) 0,2 : 0,01;<br />

г) 1,2 : 100; д) 1,2 · 0,01 ђ) 8,2 · 45 + 1,8 · 45;<br />

е) (–10) · 2,6 · 0,1; ж) –10 – 0,1 : 0,01; з) 10,02 · 54 – 0,02 · 50.<br />

За сложенија израчунавања користи се такозвани џепни рачунар, калкулатор или,<br />

популарно, дигитрон. Данас постоји велики број различитих врста калулатора:<br />

од најједноставнијих којима се изводе <strong>са</strong>мо поменуте четири операције, до<br />

веома сложених <strong>са</strong> великим бројем операција. Важно је имати на уму да сваки<br />

калкулатор може прика<strong>за</strong>ти <strong>са</strong>мо одређен (наравно, коначан) број децимала. При<br />

томе, поједини калкулатори последњу цифру коју приказују мењају по правилима<br />

<strong>за</strong>округљивања бројева о којим ће бити речи на страни 77.<br />

Задатак<br />

Израчунај помоћу калкулатора:<br />

а) 0,0012 · 3,06 + 12,57; б) 89,12 · 12 – 0,854;<br />

в) 100,02 : 0,3 + 12,567; г) 3 · (71,7 – 32,06).<br />

64<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Реални бројеви<br />

Пример 2.<br />

Израчунајмо производ и количник бројева x = 0,121212... = 0,(12) и<br />

y = 0,080808... = 0,(08).<br />

Бесконачни децимални <strong>за</strong>писи нису погодни <strong>за</strong> рачунање, па <strong>за</strong>то дате бројеве<br />

преводимо у облик разломка:<br />

x = 0,121212... = 0,(12)<br />

100x = 12,121212...<br />

99x = 12, x = 12<br />

99<br />

y = 0,080808... = 0,(08)<br />

100y = 8,080808...<br />

99y = 8, y = 8<br />

99<br />

Дакле,<br />

x · y = 96<br />

99 2 = 0,009794918885827976737067646... и x : y = 12 8 = 1,5.<br />

Знамо да је децимални <strong>за</strong>пис производа x · y периодичан, али је период<br />

дугачак, па га <strong>за</strong>то не истичемо. <br />

6. Задатак<br />

Ако је x = 0,011111... = 0,0(1) и y = 0,010101... = 0,(01) одреди x : y.<br />

Поредак рационалних бројева најочигледније се истиче на бројевној правој.<br />

–2 –1 1 –1 – 2 – 1 0 1 2 1 1 1 2<br />

2<br />

2<br />

3 3 3 3<br />

Поредак рационалних бројева <strong>са</strong>гла<strong>са</strong>н је <strong>са</strong> операцијама <strong>са</strong>бирања и множења у<br />

смислу који одређују наредна два тврђења.<br />

За свака три рационална броја x, y, z, из x ≤ y, следи x + z ≤ y + z. Због ове<br />

особине, каже се да <strong>са</strong>бирање чува поредак.<br />

Множење позитивним бројевима „чува“ поредак, тј. <strong>за</strong> свака три<br />

рационална броја x, y, z, из x ≤ y и 0 ≤ z, следи да је x · z ≤ y · z. Због ове особине,<br />

каже се да множење позитивним бројевима чува поредак.<br />

Посебно издвајамо особину поретка међу рационалним бројевима, коју нема<br />

поредак целих ни поредак природних бројева.<br />

Поредак рационалних<br />

бројева<br />

За све x, y, z из Q:<br />

x ≤ x,<br />

из x ≤ y и y ≤ x следи<br />

x = y,<br />

из x ≤ y и y ≤ z следи<br />

x ≤ z,<br />

x ≤ y или y ≤ x.<br />

y<<br />

.( 1)<br />

x<br />

0<br />

x < y<br />

За свака два рационална броја x и y таква да је x < y постоји рационалан број<br />

z, такав да је x < z < y. Штавише, између свака два различита рационална броја<br />

постоји бесконачно много рационалних бројева.<br />

b – a<br />

2<br />

b – a<br />

2<br />

Претходно тврђење је једноставна последица чињенице да се аритметичка<br />

средина два различита броја налази између тих бројева: ако је x < y, онда је<br />

x < x + y < y.<br />

2<br />

a a + b b<br />

2<br />

a ≤ a + b ≤ b<br />

2<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

65


А<br />

Скуп реалних бројева<br />

Потребу <strong>за</strong> проширивањем скупа рационалних бројева новим бројевима<br />

условљава поступак мерења. Наиме, рационални бројеви нису довољни да би<br />

се њима могла изразити дужина сваке дужи. О томе ће више речи бити касније.<br />

Овом приликом ћемо се <strong>за</strong>држати <strong>са</strong>мо на неким конкретним примерима који<br />

потичу из геометрије, али ћемо их ми разматрати <strong>са</strong> алгебарског становишта.<br />

Применом<br />

Питагорине теореме<br />

једноставно се<br />

<strong>за</strong>кључује да<br />

позитивно решење<br />

једначине x 2 = 2<br />

представља дужину<br />

дијагонале квадрата<br />

странице 1.<br />

Пример 1.<br />

Покушајмо да одредимо (или, прецизније, да проценимо) позитиван децимални<br />

број x такав да је x 2 = 2.<br />

Није тешко <strong>за</strong>кључити да решење дате једначине не може бити цео број и да је<br />

1 < x < 2. Одредимо и неколико децимала броја x.<br />

x 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0<br />

x 2 1 1,21 1,44 1,69 1,96 2,25 2,56 2,89 3,24 3,61 4<br />

На основу табеле имамо да је 1,4 < x < 1,5. Да нисмо још увек успели да одредимо<br />

x, тј. да x има још неодређених децимала, <strong>за</strong>кључујемо из тога што квадрати оба<br />

броја којима смо проценили x нису једнаки 2.<br />

Наредну цифру (стотих делова) децималног развоја броја x можемо одредити<br />

налажењем квадрата бројева: 1,41; 1,42; 1,43; 1,44; 1,45; 1,46; 1,47; 1,48; 1,49; 1,5.<br />

Следећа табела нам показује да је 1,41 < x < 1,42.<br />

x 1,4 1,41 1,42 ...<br />

x 2 1,96 1,9881 2,0164 ...<br />

Настављајући овај поступак, добијаћемо све приближније вредности <strong>за</strong> x.<br />

Поступак који је<br />

спроведен у примеру 1.<br />

илуструје суштину<br />

поступка мерења<br />

дужине (дијагонале<br />

јединичног квадрата).<br />

1,414 < x < 1,415 1,999396 < x 2 < 2,002225<br />

1,4142 < x < 1,4143 1,99996164 < x 2 < 2,00024449<br />

1,41421 < x < 1,41422 1,9999899241 < x 2 < 2,0000182084<br />

1,414213 < x < 1,414214 1,999998409369 < x 2 < 2,000001237796<br />

1,4142135 < x < 1,4142136 1,99999982358225 < x 2 < 2,00000010642496<br />

Испоставља се да колико год да смо упорни, овај поступак не можемо довести до<br />

краја. Ипак можемо одредити произвољно много децимала броја x.<br />

Применом наведеног поступка не можемо утврдити да ли је децимални развој<br />

броја x из претходног примера периодичан, јер чак и ако одредимо милионе<br />

децимала, не знамо да ли ће цифре почети да се понављају касније. Наредна<br />

теорема даје одговор на ове недоумице и каже да понављања цифара нема, тј. да<br />

број x није периодичан децималан број, односно није рационалан број.<br />

66<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Реални бројеви<br />

Не постоји рационалан број x такав да је x 2 = 2.<br />

теорема<br />

Доказ. Претпоставимо супротно од онога што теорема тврди, да постоји<br />

рационалан број x такав да је x 2 = 2. Тада се x може прика<strong>за</strong>ти у облику x = m n , где<br />

су m и n неки у<strong>за</strong>јамно прости природни бројеви. Тада је<br />

m<br />

n<br />

= m2<br />

n = 2, односно, 2 m2 = 2n 2 .<br />

Из последње једнакости следи да је m 2 паран број, а отуда и да је m паран број.<br />

Дакле, m = 2k, <strong>за</strong> неки природан број k. Сада имамо да је<br />

(2k) 2 = 4k 2 = 2n 2 , односно, n 2 = 2k 2 .<br />

Из последње једнакости следи да је n 2 паран број што значи да је и n паран број.<br />

Како су и m и n парни природни бројеви, они не могу бити у<strong>за</strong>јамно прости што<br />

је супротно нашој претпоставци. Добијена контрадикција обара претпоставку да<br />

постоји рационалан број x такав да је x 2 = 2. ■<br />

Пример 1. и претходна теорема указују на потребу да се скуп рационалних бројева<br />

прошири бројевима који се могу представити бесконачним непериодичним<br />

децималним <strong>за</strong>писима. Овакве бројеве (и позитивне и негативне) називамо<br />

ирационалним бројевима. Скуп свих ирационалних бројева обележавамо .<br />

Пример 2.<br />

Није тешко <strong>за</strong>мислити децималне <strong>за</strong>писе који нису периодични. На пример, <strong>за</strong>пис<br />

0,101001000100001000001000000100000001000000001 ...<br />

у којем се дати низ децимала наставља тако што се након сваке јединице упише<br />

једна нула више од броја нула испред ње, а и<strong>за</strong> јединице која јој претходи. Овакав<br />

<strong>за</strong>пис очигледно није периодичан те представља <strong>за</strong>пис једног ирационалног броја.<br />

Примети да је неопходно да <strong>за</strong>пис прати текст којим се описује наставак ни<strong>за</strong><br />

децимала. <br />

Ако прост број p дели<br />

a 2 (a ),<br />

онда p дели и a.<br />

1,41<br />

4213<br />

56237<br />

309504<br />

8801688<br />

72420969<br />

80785696718<br />

7537694807317<br />

6679737990732478462<br />

.......................................<br />

........................................<br />

Пошто се децимални <strong>за</strong>пис неког ирационалног броја не може никада „до краја”<br />

прика<strong>за</strong>ти, прибегава се другима начинима означавања ових бројева.<br />

Пример 3.<br />

Ирационалан број x такав да је x 2 = 2 означавамо √2. Супротан број овом броју<br />

је такође ирационалан и означавамо га –√2. Уопште, ако је m природан број<br />

који није потпун квадрат, може се дока<strong>за</strong>ти да су решења једначине x 2 = m<br />

ирационални бројеви. Oве бројеве означавамо √m и –√m. <br />

Велики је број<br />

једначина (<strong>са</strong> којима<br />

ћемо се детаљније<br />

упознати у наредним<br />

<strong>разред</strong>има) које имају<br />

<strong>са</strong>мо ирационална<br />

решења. Примери<br />

таквих једначина су:<br />

x 3 = 2, x 5 = 4, x 17 = 11<br />

итд.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

67


3<br />

2<br />

1 57648 9<br />

Пример 4.<br />

Наведимо још један важан пример ирационалног броја <strong>са</strong><br />

посебном ознаком.<br />

Старогрчки математичар Архимед дока<strong>за</strong>о је да је однос<br />

обима и пречника било ког круга константан. Та константа је<br />

чувени број π. У XVIII веку, швајцарски математичар Ламберт<br />

је дока<strong>за</strong>о да је π ирационалан број, те да је његов децимални<br />

<strong>за</strong>пис бесконачан и непериодичан. То даље значи да се<br />

вредност броја π не може прецизно одредити. Иако је данас<br />

познато преко милијарду децимала броја π<br />

π = 3,1415926535 8979323846264338327950288 ...<br />

бесконачно много децимала остаје непознато (и <strong>за</strong>увек ће<br />

бити тако). Наравно, <strong>за</strong> практичне сврхе довољно је узети<br />

<strong>са</strong>мо неколико децимала изa <strong>за</strong>пете. <br />

3,14<br />

1592<br />

65358<br />

979323<br />

8462643<br />

3832795<br />

02884197<br />

16939937<br />

510582097<br />

49445923078<br />

164062862089<br />

986280348253421<br />

170679821480865132<br />

823066470938446095505822317<br />

2535940812848111745028410270193852<br />

= <br />

= <br />

Скуп свих рационалних и свих ирационалних бројева назива се скуп реалних<br />

бројева и обележава се .<br />

<br />

N Z Q R<br />

Сваки реални број може се изразити децималним <strong>за</strong>писом који је одређен целим<br />

бројем и низом децимала који може бити коначан или бесконачан. Познато<br />

је да рационалним бројевима одговарају периодични децимални <strong>за</strong>писи.<br />

Ирационалним бројевима одговарају бесконачни непериодични децимални<br />

<strong>за</strong>писи.<br />

Децимални <strong>за</strong>пис реалног броја може бити:<br />

коначан<br />

бесконачан<br />

периодичан<br />

непериодичан<br />

Рационални бројеви<br />

Ирационални бројеви<br />

68<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Реални бројеви<br />

Све реалне бројеве можемо прика<strong>за</strong>ти на бројевној правој и тако да свака тачка<br />

праве буде означена неким реалним бројем. Ова чињеница је од великог значајна<br />

и <strong>за</strong> алгебру (посебно <strong>за</strong> разумевање појма реалног броја), али и <strong>за</strong> геометрију<br />

(посебно <strong>за</strong> разумевање појма праве).<br />

Бројевна права<br />

Ако је p нека права на којој су и<strong>за</strong>бране тачке O и J којима су придружени редом<br />

бројеви 0 и 1, онда је свакој тачки ове праве придружен јединствен реалан број<br />

који се назива координата те тачке. Координата тачке се <strong>за</strong>писује у <strong>за</strong>гради поред<br />

слова којим је означена <strong>са</strong>ма тачка.<br />

p<br />

C(–1,9) A(–√2) O(0) E(1/2) J(1) B(√2) D(2)<br />

Сваком реалном броју<br />

одговара тачно једна<br />

тачка бројевне праве<br />

(<strong>са</strong> и<strong>за</strong>браним тачкама<br />

O(0) и J(1)) и обрнуто,<br />

свакој тачки бројевне<br />

праве одговара тачно<br />

један реалан број.<br />

О вези између скупа реалних бројева и скупа тачака праве говорићемо и касније<br />

на почетку поглавља Сличност, пре свега у геометријском контексту.<br />

Бројевна права може бити од велике користи <strong>за</strong> разумевање и интерпретацију<br />

многих чињеница у вези <strong>са</strong> реалним бројевима, те ћемо је ми често у разним<br />

контекстима користити.<br />

Помоћу бројевне праве једноставно се стиче представа о поретку реалних бројева:<br />

број a је мањи од броја b (a < b) уколико је тачка A(a) лево од тачке B(b).<br />

Бројевну праву често користимо и <strong>за</strong> приказивање подскупова од R, посебно када<br />

је реч о интервалима.<br />

Ако је a < b, онда је<br />

(a, b) = {x R | a < x < b},<br />

[a, b] = {x R | a ≤ x ≤ b},<br />

[a, b) = {x R | a ≤ x < b},<br />

(a, b] = {x R | a < x ≤ b}.<br />

Поред наведених ограничених интервала, значајни су и следећи<br />

неограничени интервали. Ако је a произвољан реалан број, онда је<br />

(a, + ∞) = {x R | a < x},<br />

[a, + ∞) = {x R | a ≤ x},<br />

(–∞, a) = {x R | x < a},<br />

(–∞, a] = {x R | x ≤ a}.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

69


3<br />

2<br />

1 57648 9<br />

Oсобине операција<br />

<strong>са</strong> реалним<br />

бројевима и поретка<br />

међу њима<br />

У овој књизи не можемо говорити о томе како се дефинишу основне операције <strong>са</strong><br />

реалним бројевима (које схватамо као бесконачне, периодичне и непериодичне,<br />

децималне бројеве). За <strong>са</strong>да ћемо прихватити као чињеницу да се поменуте<br />

операције могу коректно дефини<strong>са</strong>ти тако да важе сва важна својства операција<br />

која смо до <strong>са</strong>да користили.<br />

Инверз броја у<br />

односу на <strong>са</strong>бирање<br />

је број супротан том<br />

броју. Инверз броја<br />

различитог од нуле у<br />

односу на множење је<br />

реципрочна вредност<br />

тог броја. Уопште,<br />

применом операције<br />

на неки број и<br />

његов инверз<br />

добијамо неутрални<br />

елемент те операције.<br />

Ако је x ≠ 0,<br />

инверзни елемент<br />

елемента x у<br />

односу на множење,<br />

означава се и x –1 .<br />

За произвољне реалне бројеве x, y, z важе следеће особине:<br />

(К +) x + y = y + x [комутативност <strong>са</strong>бирања]<br />

(А +) (x + y) + z = x + (y + z) [асоцијативност <strong>са</strong>бирања]<br />

(Н +) x + 0 = x [0 је неутрал <strong>за</strong> <strong>са</strong>бирање]<br />

(И +) x + (–x) = 0 [сваки број има инверз у односу на<br />

<strong>са</strong>бирање]<br />

(К ∙ ) x ∙ y = y ∙ x [комутативност множења]<br />

(А ∙ ) (x ∙ y) ∙ z = x ∙ (y ∙ z) [асоцијативност множења]<br />

(Н ∙ ) x ∙ 1 = x [1 је неутрал <strong>за</strong> множење]<br />

(И ∙ ) ако је x ≠ 0, онда је x ∙ 1 x<br />

= 1 [сваки број различит од нуле има<br />

инверз у односу на множење]<br />

(Д) x ∙ (y + z) = x ∙ y + x ∙ z [дистрибутивност множења према<br />

<strong>са</strong>бирању]<br />

(Р) x ≤ x [рефлексивност поретка]<br />

(АС) ако је x ≤ y и y ≤ x, онда је x = y<br />

[антисиметричност поретка]<br />

(Т) ако је x ≤ y и y ≤ z, онда је x ≤ z [транзитивност поретка]<br />

(Л) x ≤ y или y ≤ x [линеарност поретка]<br />

(П +) ако је x ≤ y, онда је x + z ≤ y + z [<strong>са</strong>гласност поретка <strong>са</strong> <strong>са</strong>бирањем]<br />

(П ∙ ) ако је x ≤ y и 0 ≤ z, онда је x ∙ z ≤ y ∙ z [<strong>са</strong>гласност поретка <strong>са</strong> множењем]<br />

Поред наведених својстава, скуп реалних бројева карактерише и следећа особина<br />

(позната као аксиома комплетности) коју ћемо овом приликом <strong>са</strong>мо навести, док<br />

ћемо јој у наредним <strong>разред</strong>има посветити посебну пажњу.<br />

аксиома комплетности<br />

Ако је S непра<strong>за</strong>н подскуп скупа реалних бројева такав да постоји реалан број<br />

од кога су мањи сви елементи скупа S, онда постоји и најмањи реалан број s<br />

такав да је x ≤ s <strong>за</strong> свако x S.<br />

70<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Б<br />

Из наведеног списка својстава изводимо све важне особине реалних бројева које<br />

се односе на основне операције и поредак. Као илустрацију, дока<strong>за</strong>ћемо неколико<br />

важних особина ослањајући се <strong>са</strong>мо на дати спи<strong>са</strong>к својстава.<br />

Нека су x, y, z произвољни реални бројеви. Тада<br />

1. x + z = y + z x = y,<br />

2. –(–x) = x,<br />

3. –(x + y) = (–x) + (–y).<br />

Доказ.<br />

(1) Претпоставимо да је x + z = y + z.<br />

Треба да докажемо (ослањајући се <strong>са</strong>мо на дати спи<strong>са</strong>к својстава) да је x = y.<br />

Из претпостављене једнакости следи и једнакост<br />

(x + z) + (–z) = (y + z) + (–z).<br />

Применом својства (А +), (И +) и (Н +) добијамо тражену једнакост.<br />

(x + z) + (–z) = (y + z) + (–z)<br />

x + (z + (–z)) = y + (z + (–z)) [применом (А +)]<br />

x + 0 = y + 0 [применом (И +)]<br />

x = y [применом (Н +)]<br />

теорема<br />

Тврђење под (1) је<br />

познато под именом<br />

<strong>за</strong>кон канцелације<br />

(скраћивања) <strong>за</strong><br />

<strong>са</strong>бирање.<br />

Примети да због<br />

(К + ) важи и<br />

z + x = z + y x = y.<br />

(2) Позивајући се на (И +), <strong>за</strong>кључујемо да важе једнакости<br />

x + (–x) = 0 и (–x) + (–(–x)) = 0.<br />

На основу (К +) из друге једнакости добијамо да је (–(–x)) + (–x) = 0, што <strong>за</strong>једно <strong>са</strong><br />

x + (–x) = 0 даје<br />

Бојом истичемо<br />

(–(–x)) + (–x) = x + (–x).<br />

примену <strong>за</strong>кона<br />

Применом тврђења дока<strong>за</strong>ног под (1) добијамо да је –(–x) = x.<br />

канцелације.<br />

(3) Према (И +) имамо да је (x + y) + (–(x + y)) = 0. Применом (К +) и (А +)<br />

добијамо и да је<br />

(x + y) + ((–x) + (–y)) = (x + (–x)) + (y + (–y)) = 0 + 0 = 0.<br />

Одавде и из претходне једнакости <strong>за</strong>кључујемо да је<br />

(x + y) + (–(x + y)) = (x + y) + ((–x) + (–y)),<br />

па применом тврђења (К +) и тврђења под (1) добијамо да је –(x + y) = (–x) + (–y). ■<br />

Приметимо да смо у доказу претходне теореме поред наведених својстава<br />

користили и познате особине једнакости:<br />

• ако је a = b, онда је и b = a;<br />

• ако је a = b и b = c, онда је и a = c;<br />

• ако је a = b и c = d, онда је и a + c = b + d.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

71


3<br />

2<br />

1 57648 9<br />

теорема<br />

Тврђење под (4) је<br />

познато под именом<br />

<strong>за</strong>кон канцелације<br />

(скраћивања) <strong>за</strong><br />

множење.<br />

Због (К ∙ ) важи и<br />

z ∙ x = z ∙ y x = y.<br />

Нека су x, y, z произвољни реални бројеви и нека је z ≠ 0. Тада<br />

4. x ∙ z = y ∙ z x = y,<br />

5. 0 ∙ x = 0,<br />

6. (–1) ∙ x = –x,<br />

7. (–x) ∙ (–y) = x ∙ y.<br />

Доказ.<br />

(4) Ако је x ∙ z = y ∙ z, онда је и (x ∙ z) ∙ z –1 = (y ∙ z) ∙ z –1 . Из последње једнакости<br />

применом (А ∙ ), (И ∙ ) и (Н ∙ ) добијамо тражену једнакост.<br />

(5) Према (Н +) и (К +) имамо да је 0 + 0 ∙ x = 0 ∙ x. Применом (Д) и (Н +) добијамо<br />

и 0 ∙ x + 0 ∙ x = (0 + 0) ∙ x = 0 ∙ x, па је<br />

0 ∙ x + 0 ∙ x = 0 + 0 ∙ x,<br />

одакле применом тврђења под (1) следи да је 0 ∙ x = 0.<br />

(6) Из (И +) следи да је x + (–x) = 0, а како су према (Н ∙ ), (Д), (И +) и (5) тачне и<br />

једнакости<br />

x + (–1) ∙ x = 1 ∙ x + (–1) ∙ x = (1 + (–1)) ∙ x = 0 ∙ x = 0,<br />

добијамо да је<br />

x + (–1) ∙ x = x + (–x),<br />

одакле применом тврђења (1) добијамо тражену једнакост.<br />

(7) (–x) ∙ (–y) = ((–1) ∙ x) ∙ ((–1) ∙ y) [према (6)]<br />

= ((–1) ∙ (–1)) ∙ (x ∙ y) [применом (А ∙ ) и (К ∙ ) више пута]<br />

= (–(–1)) ∙ (x ∙ y) [према (6)]<br />

= 1 ∙ (x ∙ y) [према (2)]<br />

= x ∙ y [према (Н ∙ )] ■<br />

теорема<br />

Важна последица<br />

тврђења (10) је да <strong>за</strong><br />

сваки реалан број x<br />

важи неједнакост<br />

x 2 ≥ 0.<br />

Нека су x и y произвољни реални бројеви. Тада<br />

8. x ≤ 0 0 ≤ –x,<br />

9. x ≤ y –y ≤ –x,<br />

10. x ≤ 0y ≤ 0 0 ≤ x ∙ y.<br />

Доказ.<br />

(8) Из x ≤ 0 применом (П +) имамо да је x + (–x) ≤ 0 + (–x), одакле применом<br />

(И +) и (Н +) добијамо тражену неједнакост.<br />

(9) Из x ≤ y применом (П +) следи да је<br />

x + ((–x) + (–y)) ≤ y + ((–x) + (–y)),<br />

одакле применом (А +), (К +), (И +) и (Н +) добијамо тражену неједнакост.<br />

72<br />

(10) Из x ≤ 0 и y ≤ 0 према (8) имамо да је 0 ≤ – x и 0 ≤ – y. Из последње две<br />

неједнакости применом (П ∙ ) следи да је<br />

0 ∙ (–y) ≤ (–x) ∙ (–y).<br />

Из ове неједнакости применом тврђења (5) и (7) добијамо тражену неједнакост. ■<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Реални бројеви<br />

Скуп рационалних бројева је <strong>за</strong>творен <strong>за</strong> <strong>са</strong>бирање, одузимање, множење и<br />

дељење, уз изузетак да дељење нулом није дефини<strong>са</strong>но:<br />

• збир два рационална броја је рационалан број, тј. ако a, b Q, онда a + b Q,<br />

• разлика два рационална броја је рационалан број, тј. ако a, b Q, онда a – b Q,<br />

• производ два рационална броја је рационалан број, тј. ако a, b Q, онда<br />

a ∙ b Q,<br />

• количник два рационална броја је рационалан број, под условом да је делилац<br />

различит од нуле, тј. ако a, b Q и b ≠ 0, онда a : b Q.<br />

Скуп ирационалних бројева није <strong>за</strong>творен ни <strong>за</strong> једну од основних операција.<br />

На пример, нека је d позитиван ирационалан број такав да је d 2 = 2. Тада је и –d<br />

такође ирационалан број и следеће једнакости потврђују претходну тврдњу:<br />

d + (–d) = 0, d – d = 0, d ∙ d = 2, d : d = 1.<br />

Пример 5.<br />

Докажимо да збир рационалног и ирационалног броја мора бити ирационалан<br />

број.<br />

Нека r Q и x I. Нека је r + x = y. Ако би број y био рационалан број, онда би<br />

рационалан био и број x, као разлика два рационална броја, x = y – r. Дакле, y мора<br />

бити ирационалан број. <br />

1.<br />

2.<br />

3.<br />

Задатак<br />

Нека је r рационалан број различит од нуле, а x је ирационалан број. Докажи<br />

ирационалност броја:<br />

а) r – x; б) rx; в) r : x; г) x : r.<br />

Задатак<br />

Докажи да је a ирационалан број, ако је:<br />

а) a = √3 + 5; б) a = 1 – √2; в) a = 2√3; г) a =<br />

Задатак<br />

1<br />

√3 – 2 .<br />

Докажи да је број<br />

1 + √2 ирационалан.<br />

4.<br />

Задатак<br />

Ако су a и b ирационални бројеви, а a + b рационалан, докажи да су бројеви a – b<br />

и a + 2b ирационални.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

73


2 57648<br />

А<br />

Често се среће и<br />

следећи <strong>за</strong>пис:<br />

x, ако је 0 < x,<br />

|x| = 0, ако је x = 0,<br />

–x, ако је x < 0.<br />

Апсолутна вредност реалног броја<br />

Апсолутна вредност реалног броја x означава се |x| и притом је<br />

|x| =<br />

x, ако је x ≥ 0,<br />

–x, ако је x < 0.<br />

Овај <strong>за</strong>пис схватамо на следећи начин: ако је x ≥ 0, онда је |x| = x, а ако је x < 0,<br />

онда је |x| = –x. Издвајамо две непосредне последице дефиниције апсолутне<br />

вредности.<br />

теорема<br />

За сваки реалан број x важи:<br />

1. |x| ≥ 0,<br />

2. |–x| = |x|.<br />

Пример 1.<br />

Одредимо скуп свих реалних бројева x таквих да је<br />

|x – 1,4| ≤ 0,6.<br />

Није тешко приметити да се дата неједнакост „раздваја” на две неједнакости у<br />

којима се апсолутна вредност не појављује:<br />

–0,6 ≤ x – 1,4 и x – 1,4 ≤ 0,6.<br />

Познатим трансформацијама ових неједнакости добијамо да је<br />

1,4 – 0,6 ≤ x и x ≤ 1,4 + 0,6,<br />

односно<br />

0,8 ≤ x ≤ 2.<br />

Прикажимо на бројевној правој добијени резултат.<br />

Слово грчког<br />

алфабета ε назива се<br />

епсилон.<br />

На датој бројевној правој једноставно се уочава геометријска интерпретација<br />

решења дате неједначине. <br />

Уопштимо <strong>за</strong>пажања до којих смо дошли у претходном примеру.<br />

Нека је a произвољан реалан број и ε произвољан позитиван број.<br />

1. Скуп свих реалних бројева x таквих да је |x – a| ≤ ε представља <strong>за</strong>творени<br />

интервал [a – ε, a + ε].<br />

2. Скуп свих реалних бројева x таквих да је |x – a| < ε представља отворени<br />

интервал (a – ε, a + ε).<br />

74<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Б<br />

За све реалне бројеве x и y важи:<br />

1. x ≤ |x| и –x ≤ |x|,<br />

2. x ≤ y –x ≤ y |x| ≤ y<br />

3. |x ∙ y| = |x| ∙ |y|,<br />

4. x y = |x| , под условом да је y ≠ 0,<br />

|y|<br />

5. |x + y| ≤ |x| + |y|,<br />

6. ||x|– |y|| ≤ |x – y| ≤ |x| + |y|.<br />

Доказ.<br />

(1) Докажимо најпре да је x ≤ |x|.<br />

1. случај. Претпоставимо да је x ≥ 0. Тада је |x| = x, па је x ≤ |x|.<br />

2. случај. Нека је x < 0. Тада је |x| = –x > 0, па је x < |x|.<br />

теорема<br />

При раду <strong>са</strong><br />

апсолутним<br />

вредностима<br />

углавном је неопходно<br />

разликовати<br />

случајеве у складу <strong>са</strong><br />

дефиницијом.<br />

Неједнакост –x ≤ |x| следи из управо дока<strong>за</strong>не неједнакости и једнакости из<br />

теореме <strong>са</strong> претходне стране: –x ≤ |–x| = |x|.<br />

(2) следи из дефиниције апсолутне вредности.<br />

Доказе тврђења под (3) и (4) остављамо као <strong>за</strong>датак.<br />

(5)<br />

1. случај. Ако је x + y ≥ 0, тада је |x + y| = x + y. Према првој неједнакости под (1)<br />

имамо да је x ≤ |x| и y ≤ |y|, одакле следи и да је x + y ≤ |x| + |y|, па је и |x + y| ≤ |x| +<br />

|y|.<br />

2. случај. Ако је x + y < 0, тада је |x + y| = –(x + y) = (–x) + (–y). Применом друге<br />

неједнакости под (1), слично као у претходном случају, доказујемо тражену<br />

неједнакост.<br />

(6) Докажимо најпре неједнакост ||x| – |y|| ≤ |x – y|. Према неједнакости под (5)<br />

имамо да је<br />

|x| = |(x – y) + y| ≤ |x – y| + |y|,<br />

као и<br />

|y| = |(y – x) + x| ≤ |y – x| + |x|.<br />

Из прве неједнакости добијамо да је |x| – |y| ≤ |x – y|, а из друге |y| – |x| ≤ |y – x|. Како<br />

је |x – y| = |y – x|, према теореми <strong>са</strong> претходне стране <strong>за</strong>кључујемо да је<br />

||x| – |y|| ≤ |x – y|.<br />

Доказ неједнакости |x – y| ≤ |x| + |y| се добија једноставном применом тврђења под<br />

(5):<br />

|x – y| = |x + (–y)| ≤ |x| + |–y| = |x| + |y|. ■<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

75


А<br />

Приближне вредности реалних бројева<br />

Пример 1.<br />

Ако је потребно да 1 килограм брашна поделимо на три дела, или да премеримо<br />

дијагоналу екрана квадратног облика странице 0,5 m, свакако нећемо узимати у<br />

обзир све децимале које нам једноставан рачун даје: трећина килограма je једнака<br />

0,3333333333333333333333 ... kg,<br />

док је дијагонала поменутог екрана једнака<br />

√2<br />

m = 0,7071067811865475244 ... m.<br />

2<br />

Какве год да су наше потребе, узећемо у обзир <strong>са</strong>мо <strong>први</strong>х неколико децимала<br />

и<strong>за</strong> <strong>за</strong>пете, док ћемо остале <strong>за</strong>немарити. У пракси се често <strong>за</strong>државају <strong>са</strong>мо оне<br />

децимале на које је осетљив мерни инструмент којим располажемо. На пример,<br />

ако поседујемо вагу такву да је 1 грам најмања ма<strong>са</strong> коју она може да измери,<br />

онда ћемо <strong>за</strong> трећину килограма узети број 0,333. Слично томе, ако је наш метар<br />

подељен на милиметре, сматраћемо да је дужина дијагонале екрана 0,707 m.<br />

Замена тачних вредности приближним вредностима уобичајен је поступак<br />

приликом практичних израчунавања.<br />

Пример 2.<br />

Дати су бројеви 1,21; 1,28; 1,425; 1,555; 1,65.<br />

За сваки од датих бројева x одредимо најближи број x' такав да су све његове<br />

цифре десно од <strong>за</strong>пете, почев од цифре стотих, једнаке нули. Тражене бројеве<br />

„читамо” директно <strong>са</strong> бројевне праве.<br />

x 1,21 1,28 1,425 1,555 1,65<br />

x' 1,2 1,3 1,4 1,6 1,6 и 1,7<br />

Поступак који смо управо спровели назива се и <strong>за</strong>округљивање бројева на једну<br />

децималу. Примећујете да није реч о простом одбацивању „нежељених” цифара.<br />

Приликом <strong>за</strong>округљивања бројева настојимо да тачну вредност броја x <strong>за</strong>менимо<br />

траженом приближном вредношћу x' тако да се ове вредности што мање<br />

разликују. <br />

1. Задатак<br />

Дати су бројеви 1,234; 1,456; 4,009; 3,677 и 4,885.<br />

За сваки од датих бројева одреди најближи број такав да су све његове цифре<br />

десно од <strong>за</strong>пете, почев од цифре хиљадитих, једнаке нули.<br />

76<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Реални бројеви<br />

На идеји коју смо изложили у претходном примеру базирана су општа правила<br />

<strong>за</strong>округљивања бројева на дати број децимала. Примети да, <strong>за</strong> разлику од прва<br />

три правила која су директне последице принципа по коме бирамо „најближи<br />

број <strong>са</strong> жељеним бројем децимала”, четврто правило је ствар договора, будући да<br />

у случајевима када се ово правило примењује можемо и<strong>за</strong>брати две приближне<br />

вредности које су у складу <strong>са</strong> поменутим принципом.<br />

ПРАВИЛА<br />

1. Ако је прва цифра коју одбацујемо 0, 1, 2, 3 или 4, цифре<br />

испред ње остају непромењене.<br />

2. Ако је прва цифра коју одбацујемо 6, 7, 8 или 9,<br />

последња цифра коју <strong>за</strong>државамо повећава се <strong>за</strong> 1<br />

(уз напомену да у случају да је последња цифра<br />

коју <strong>за</strong>државамо 9, онда се уместо ње пише 0, а<br />

претпоследња остављена цифра се повећава <strong>за</strong> 1 итд.).<br />

3. Ако је прва цифра коју одбацујемо 5 и и<strong>за</strong> ње има још<br />

цифара, онда се последња цифра коју <strong>за</strong>државамо<br />

увећава <strong>за</strong> 1 уз исту напомену као у претходном<br />

правилу.<br />

4. Ако је прва цифра коју одбацујемо 5 и и<strong>за</strong> ње нема<br />

других цифара, онда:<br />

• последња цифра коју <strong>за</strong>државамо остаје непромењена<br />

уколико је парна, односно<br />

• последњу цифру коју <strong>за</strong>државамо увећавамо <strong>за</strong> 1<br />

уколико је она непарна.<br />

ПРИМЕРИ<br />

<strong>за</strong>округљивања на<br />

две децимале<br />

3,6731 ≈ 3,67<br />

296,01279 ≈ 296,01<br />

1,98499 ≈ 1,98<br />

2,1666 ≈ 2,17<br />

72,358 ≈ 72,36<br />

12,498 ≈ 12,50<br />

8,815001 ≈ 8,82<br />

13,59567 ≈ 13,60<br />

5,5555 ≈ 5,56<br />

14,625 ≈ 14,62<br />

14,635 ≈ 14,64<br />

Замена броја x<br />

неком приближном<br />

вредношћу x' означава<br />

се x ≈ x'.<br />

Пример 3.<br />

Нека су дати бројеви a = 10,456 и b = 54,346. Производ ова два броја је<br />

a ∙ b = 568,199952 ≈ 568,20 (<strong>за</strong>округљено на две децимале). Ако бројеве a и b<br />

најпре <strong>за</strong>округлимо на две децимале, a ≈ a' = 10,46 и b ≈ b' = 54,35 па их након тога<br />

помножимо, добијамо<br />

a' ∙ b' = 568,501 ≈ 568,50 (<strong>за</strong>округљено на две децимале).<br />

Овај једноставни рачун показује да грешка приликом рачунања <strong>са</strong> приближним<br />

бројевима може да се повећава. Читава област математике бави се проблемима<br />

на које наилазимо приликом рачунања <strong>са</strong> приближним вредностима. Ми ћемо у<br />

наставку прика<strong>за</strong>ти <strong>са</strong>мо неке основне појмове и методе. <br />

2. Задатак<br />

Број 8,48251 <strong>за</strong>округли на:<br />

а) четири децимале; б) три децимале; в) две децимале; г) једну децималу.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

77


3<br />

2<br />

1 57648 9<br />

дефиниција<br />

Апсолутна вредност разлике између броја x и његове приближне вредности x',<br />

тј. број |x – x'| назива се апсолутна грешка приближног броја x'.<br />

Означавамо је Δ(x') (читај: „делта од икс прим”).<br />

Пример 4.<br />

Одредимо апсолутне грешке приближних бројева из примера 2.<br />

x 1,21 1,28 1,425 1,555 1,65<br />

x' 1,2 1,3 1,4 1,6 1,6 и 1,7<br />

Δ(x') 0,01 0,02 0,025 0,045 0,05<br />

Приметите да апсолутна грешка приближног броја добијеног <strong>за</strong>округљивањем на<br />

једну децималу никад није већа од 0,05 = 1 2 ∙ 1 10 . <br />

теорема<br />

Апсолутна грешка приближног броја добијеног <strong>за</strong>округљивањем на n<br />

децимала није већа од 1 2 ∙ 1 = 0, 0 ... 0 5.<br />

n<br />

10<br />

n пута<br />

Пример 5.<br />

Претходним тврђењем одређен је број од кога не могу бити веће апсолутне грешке<br />

приликом <strong>за</strong>кругљивања бројева на n децимала. Међутим, <strong>за</strong>округљивање бројева<br />

је <strong>са</strong>мо један од поступака којим добијамо приближне вредности.<br />

78<br />

Приликом било каквог мерења одговарајући мерни инструмент нам показује <strong>са</strong>мо<br />

приближне вредности мера (при чему нам тачне вредности остају непознате).<br />

Ипак, <strong>за</strong> сваки инструмент је позната такозвана граница апсолутне грешке,<br />

односно, број од кога сигурно нису веће апсолутне грешке добијених приближних<br />

вредности. На пример, ако су на лењиру најситнији подеоци дужине 1 mm,<br />

приликом мерења оваквим лењиром нећемо направити грешку већу од једног<br />

милиметра, што је уједно и граница апсолутне грешке мерења. Тако, ако смо<br />

овим лењиром измерили да је дужина неке дужи 72 mm и желимо да <strong>са</strong>општимо<br />

резултат што прецизније, рећи ћемо да је дужина дужи „72 mm плус минус 1 mm”<br />

и пи<strong>са</strong>ћемо 72 ± 1 mm.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Реални бројеви<br />

Број од кога нису веће апсолутне грешке приближних бројева добијених<br />

одређеним поступком назива се граница апсолутне грешке <strong>за</strong> такве<br />

приближне бројеве.<br />

дефиниција<br />

У претходном примеру смо истакли да нам мерни инструменти дају <strong>са</strong>мо<br />

приближне вредности x' стварних мера x које су нам непознате, при чему нам је<br />

позната (или се може одредити) горња граница апсолутне грешке мерења –<br />

означимо је Δ. Примећујете да је у оваквим околностима непозната и <strong>са</strong>ма<br />

апсолутна грешка и да је једино што знамо о броју x неједнакост<br />

|x – x'| ≤ Δ,<br />

односно да је (види страну 74) x' – Δ ≤ x ≤ x' + Δ.<br />

Последње две неједнакости често се <strong>за</strong>писују и у следећем облику<br />

x = x' ± Δ,<br />

при чему се каже да је број x апроксимиран бројем x' <strong>са</strong> тачношћу Δ.<br />

Апроксимација<br />

је реч латинског<br />

порекла и значи<br />

приближна вредност.<br />

Апроксимирати значи<br />

приближно одредити.<br />

Пример 6.<br />

Особа А је мерила висину зграде и <strong>са</strong>општила следећи резултат мерења:<br />

20 ± 0,5 m.<br />

Особа Б је мерила висину собе и дала следећи резултат:<br />

2,5 ± 0,5 m.<br />

Испоставило се да су обе изјаве тачне. Ипак, прво мерење сматрамо прецизнијим<br />

без обзира на то што су границе апсолутне грешке у оба случаја исте. Наиме, у<br />

првом случају измерена је већа дужина <strong>са</strong> истом тачношћу као у другом случају<br />

када је мерена мања дужина. Зато је корисно, као пока<strong>за</strong>тељ тачности мерења,<br />

посматрати такозвану границу релативне грешке приближног броја. Границa<br />

релативнe грешке првог мерења је 0,5<br />

20<br />

грешке другог мерења која износи 0,5<br />

2,5 = 0,2. <br />

= 0,025, што је мање од границе релативне<br />

Ако је приближан број x' добијен <strong>са</strong> тачношћу Δ (која представља <strong>за</strong>право<br />

границу апсолутне грешке одговарајућег мерења), онда је релативна грешка<br />

приближног броја x' једнака<br />

δ x'<br />

= Δ x' .<br />

дефиниција<br />

3. Задатак<br />

Резултати мерења масе два предмета су: 240 ± 12 kg и 250 ± 5 kg. Које мерење је<br />

прецизније? Одреди релативне грешке оба мерења.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

79


3<br />

2<br />

1 57648 9<br />

На крају, укратко ћемо опи<strong>са</strong>ти један једноставан поступак <strong>за</strong> рачунање <strong>са</strong><br />

приближним бројевима при чему су познате границе апсолутних грешака.<br />

Ако је x = x' ± Δ 1<br />

, тада знамо да је x' – Δ 1<br />

≤ x ≤ x' + Δ 1<br />

, односно знамо најмању могућу<br />

и највећу могућу вредност <strong>за</strong> x. Нека је<br />

m x<br />

= x' – Δ 1<br />

и M x<br />

= x' + Δ 1<br />

.<br />

Слично, ако је y = y' ± Δ 2<br />

, нека је m y<br />

= y' – Δ 2<br />

и M y<br />

= y' + Δ 2<br />

. У наредној табели дата је<br />

најмања и највећа могућа вредност збира, разлике, производа и количника бројева<br />

x и y.<br />

Пример 7.<br />

Израчунајмо приближну вредност изра<strong>за</strong> I = xy + 2y – x ако је x = 2,1 ± 0,01,<br />

y = 3,4 ± 0,02 и z = 0,5 ± 0,01.<br />

z + 1<br />

Израчунавање обављамо помоћу табеле која је налик претходној.<br />

најмања могућа вредност највећа могућа вредност<br />

x 2,09 2,11<br />

y 3,38 3,42<br />

z 0,49 0,51<br />

xy 7,0642 7,2162<br />

2y 6,76 6,84<br />

2y – x 4,65 4,75<br />

z + 1 1,49 1,51<br />

2y – x<br />

z + 1<br />

3,07947 3,18792<br />

I 10,14367 10,40412<br />

Дакле, I апроксимирамо бројем<br />

10,40412 – 10,14367<br />

2<br />

I најмања могућа вредност највећа могућа вредност<br />

x + y m x + y<br />

= m x<br />

+ m y<br />

M x + y<br />

= M x<br />

+ M y<br />

x – y m x – y<br />

= m x<br />

– M y<br />

M x – y<br />

= M x<br />

– m y<br />

x ∙ y m x ∙ y<br />

= m x<br />

∙ m y<br />

M x ∙ y<br />

= M x<br />

∙ M y<br />

x/y m x/y<br />

= m x<br />

/M y<br />

M x/y<br />

= M x<br />

/m y<br />

У било ком од наведених случајева, вредност I апроксимирамо аритметичком<br />

средином најмање могуће и највеће могуће вредности <strong>са</strong> тачношћу која је једнака<br />

половини дужине интервала одређеног овим крајњим вредностима.<br />

I = m I<br />

+ M I<br />

2<br />

± M I<br />

– m I<br />

.<br />

2<br />

10,14367 + 10,40412<br />

= 10,273895, <strong>са</strong> тачношћу<br />

2<br />

= 0,130225 < 0,14. <br />

80<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Степен чији је изложилац цео број<br />

А<br />

Степен реалног броја a природним бројем n (тј. n-ти степен броја a) јесте<br />

производ n чинилаца који су сви једнаки броју a.<br />

a n = a · a · ... · a<br />

n пута<br />

Ако су a и b неки реални бројеви, а n неки природан број, онда је:<br />

1) (ab) n = a n · b n ,<br />

n n<br />

⎛a<br />

a<br />

2) ⎜ ⎞ n<br />

⎝b<br />

⎠ ⎟ = , уколико је b ≠ 0.<br />

b<br />

Прва од ове две једнакости јесте директна последица комутативности и<br />

асоцијативности множења.<br />

(ab) n = ab · ab · ... · ab = a · a · ... · a · b · b · ... · b = a n · b n<br />

n пута n пута n пута<br />

Друга једнакост такође се једноставно проверава.<br />

n<br />

⎛a<br />

a a a a a a a<br />

⎜ ⎞ ⎝b<br />

⎠ ⎟ = ⋅ ⋅<br />

b b<br />

... ⋅ = ⋅⋅ ... ⋅<br />

b bb ⋅⋅...<br />

⋅ b<br />

= b<br />

n пута<br />

теорема<br />

n пута<br />

n<br />

n<br />

n пута<br />

теорема<br />

m пута m пута m · n пута<br />

n пута<br />

теорема<br />

n<br />

1<br />

=<br />

m m − n .<br />

Ако је a реалан број, а m и n природни бројеви, онда је<br />

a m · a n = a m + n и (a m ) n = a m · n .<br />

Претходне две једнакости познате су још из основне школе.<br />

a m · a n = a · ... · a · a · ... · a = a · ... · a = a m + n (a m ) n = a · ... · a · ... · a · ... · a = a · ... · a = a m · n<br />

m пута n пута m + n пута<br />

Ако је a реалан број различит од нуле, а m и n природни бројеви такви да је<br />

m > n, онда је<br />

m<br />

a m n<br />

= a<br />

− и a n<br />

a<br />

a a<br />

Ово једноставно доказујемо применом прве једнакости из претходне теореме.<br />

m n+ ( m−n)<br />

n m n<br />

a a a a<br />

m n<br />

= = ⋅ −<br />

n<br />

n<br />

n<br />

− a a a 1<br />

= a = = =<br />

n<br />

n<br />

n<br />

m n+ ( m−n)<br />

n m n m n<br />

a a a<br />

a a a ⋅<br />

− −<br />

a a<br />

Специјално, степен<br />

a 2 назива се квадрат<br />

броја a, a степен a 3 куб<br />

броја a. Ови називи<br />

потичу од добро<br />

познатих формула<br />

<strong>за</strong> израчунавање<br />

површине квадрата,<br />

односно <strong>за</strong>премине<br />

коцке.<br />

1. Задатак<br />

Дате изразе прикажи као степене броја a неким природним бројем.<br />

а) a 12<br />

3<br />

a<br />

; б) a 5 a 11<br />

<br />

; в) ( a 3 ) 4<br />

; г) (a 2 ) 3 · (a 3 ) 4 .<br />

12<br />

3 4<br />

a a a<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

81


3<br />

2<br />

1 57648 9<br />

Степеновање<br />

негативним бројем<br />

Наредну дефиницију оправдавају једнакости из последње теореме, као и чињеница<br />

да је a a<br />

m<br />

m<br />

1, <strong>за</strong> сваки реалан број a различит од нуле и сваки природан број m.<br />

дефиниција<br />

За сваки реaлан број a различит од нуле, a 0 = 1.<br />

Сличним разлозима оправдано је и степеновање негативним бројевима.<br />

Размишљамо на следећи начин: ако је a ≠ 0 и m N, онда би требало да буде<br />

0 0<br />

a –m = a 0-m = a 0<br />

1<br />

.<br />

m m<br />

a a<br />

дефиниција<br />

1<br />

За сваки реaлан број a различит од нуле и сваки природан број m, a –m =<br />

a . m<br />

Претходним дефиницијама увели смо степен броја a (a ≠ 0) било којим целим<br />

бројем.<br />

0 –1 ... a 3 = a · a · a, a 2 = a · a, a 1 = a, a 0 −1 1 −2<br />

1 −3<br />

1<br />

= 1, a = , a = , a = , ...<br />

2<br />

3<br />

a a a<br />

теорема<br />

За сваки број a ≠ 0 и сваки цео број m важе једнакости: a m =<br />

1<br />

a и - m a–m =<br />

1<br />

a m .<br />

Aко је a реалан број<br />

различит од нуле, онда<br />

је његова реципрочнa<br />

вредност (тј. његов<br />

инверзни елемент у<br />

односу на множење)<br />

jeднак a –1 .<br />

82<br />

Реципрочна вредност<br />

степена a m (a ≠ 0,<br />

m Z) jeсте<br />

степен a –m .<br />

2. Задатак<br />

3<br />

⎛1<br />

Израчунај 3 –2 , 1 –4 , ⎜ ⎞ −<br />

⎝2⎠ ⎟ , (0,1) –4 , 10 –4 , (–2) –2 , (–3) –3 , (–1) –4 , (–1) –5 .<br />

Пример 1.<br />

Нека је a ≠ 0. Проверимо на конкретним примерима да ли особине степеновања<br />

природним бројевима, наведене у другој теореми на претходној страни, важе и <strong>за</strong><br />

степеновање целим бројевима.<br />

Прво проверавамо једнакост a m · a n = a m + n , <strong>за</strong> неке целе бројеве m и n.<br />

a –3 · a 2 = 1 2<br />

1<br />

3<br />

2<br />

1 3 2<br />

3<br />

3<br />

a a a<br />

⋅ = = = a<br />

− (<br />

= a<br />

− ) + , a 3 · a –2 3 1 a 1 3 2<br />

= a ⋅ = = a = a<br />

+− ( )<br />

a a<br />

a<br />

2 2<br />

a<br />

a –3 · a –2 = 1 1 1 1 1 −5 ( − 3) +− ( 2)<br />

⋅ = = = = a = a<br />

3 2 3 2 3 2 5<br />

a a a ⋅<br />

+<br />

a a a<br />

Уочавамо да једнакост важи у свим размотреним случајевима.<br />

Проверимо и једнакост (a m ) n = a m · n , <strong>за</strong> неке целе бројеве m и n.<br />

2<br />

− 3 2<br />

− 6 ( − 3)<br />

⋅ 2<br />

( a )<br />

= ⎛ a a<br />

⎝ ⎜ 1 ⎞ a ⎠ ⎟ 1 1<br />

= = = =<br />

3<br />

3 2 6<br />

( a ) a<br />

−2<br />

, ( a )<br />

− −<br />

( a ) = ⎛ a a<br />

⎝ ⎜ ⎞ 3 2 1<br />

a ⎠ ⎟ 1 1 1<br />

=<br />

⎛<br />

⎝ ⎜ ⎞ = = = =<br />

3<br />

2<br />

1 1 1<br />

3<br />

a ⎠ ⎟ 3 2 6<br />

( a ) a<br />

Видимо да одговарајуће једнакости важе. <br />

1 1<br />

= = = a = a<br />

3 2 6<br />

( a ) a<br />

3 −2<br />

−6 3⋅−<br />

( 2)<br />

6 ( −3) ⋅− ( 2)<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Реални бројеви<br />

Претходни пример нас наводи на поми<strong>са</strong>о да основна својства степеновања<br />

природним бројевима, наведена у другој теореми на страни 30, важе и <strong>за</strong><br />

степеновање целим бројевима. То потврђујe доказ нареднe теореме.<br />

Ако је a реалан број различит од нуле, а m и n цели бројеви, онда је:<br />

1) a m · a n = a m + n ;<br />

2) (a m ) n = a m · n .<br />

теорема<br />

Доказ. Обе једнакости доказујемо разликујући случајеве према томе да ли су m и<br />

n оба негативни бројеви, један позитиван а један негативан, или је један од ових<br />

бројева нула. При томе, степене <strong>са</strong> негативним изложиоцима сводимо на степене<br />

<strong>са</strong> позитивним изложиоцима и користимо одговарајуће једнакости <strong>са</strong> стране 81.<br />

Наводимо прво доказ једнакости под 1).<br />

1. случај: m < 0, n < 0. Тада је –m > 0 и –n > 0, па је<br />

m n 1 1 1 1 1 m+<br />

n<br />

a ⋅ a = ⋅ = = = = a .<br />

−m −n −m n m n m n<br />

a a a ⋅<br />

− − +− ( ) − ( + )<br />

a a a<br />

2. случај: m < 0, n > 0 или m > 0, n < 0. Претпоставимо да је m < 0, n > 0. Тада је<br />

–m > 0, па је<br />

n<br />

m n 1 n a<br />

a ⋅ a = ⋅ a = .<br />

−m<br />

−m<br />

a a<br />

Ако је n > –m, онда је према трећој теореми <strong>са</strong> стране 81<br />

n<br />

a n−− ( m)<br />

n+<br />

m<br />

= a = a .<br />

−m<br />

a<br />

Ако је n < –m, онда је према истој теореми<br />

n<br />

a 1 1 m+<br />

n<br />

= = = a .<br />

−m −m−n − ( m+<br />

n) a a a<br />

Ако је n = –m, онда је<br />

m<br />

a m · a n = a m · a –m = a m<br />

a<br />

= 1 = a0 = a m-m = a m + (–m) = a m + n .<br />

Потпуно аналогно изводи се доказ под претпоставком да је m > 0, n < 0.<br />

3. случај: m = 0 или n = 0. Претпоставимо да је m = 0. Тада је<br />

a 0 · a n = 1 · a n = a n . Такође, имамо да је a 0 + n = a n , па је тражена једнакост у овом<br />

случају дока<strong>за</strong>на.<br />

Потпуно аналогно изводи се доказ под претпоставком да је n = 0.<br />

Доказ једнакости под 2) наводимо <strong>са</strong>мо у случају да је m < 0, n < 0. Остале<br />

случајеве остављамо <strong>за</strong> вежбу.<br />

Ако је m < 0 и n < 0, онда је –m > 0 и –n > 0, па је<br />

n<br />

m n<br />

( a ) = ⎛ m<br />

n<br />

⎝ ⎜ 1 ⎞ 1 1 1 1<br />

⎟ = = = =<br />

−<br />

−<br />

a ⎠ ⎛<br />

m n ( m) ( n)<br />

m<br />

⎝ ⎜<br />

1 ⎞ 1 1 1<br />

− ⎟ − − − ⋅− ⋅<br />

a ⎠ ( a ) a a<br />

m n<br />

m⋅n<br />

= a . ■<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

83


3<br />

2<br />

1 57648 9<br />

Истичемо да се количници степена исте основе (<strong>са</strong> целобројним изложиоцима)<br />

m<br />

своде на производе степена: a n<br />

a<br />

= am · a –n , па тиме једнакости из треће теореме <strong>са</strong><br />

стране 81 постају специјални случајеви једнакости a m · a n = a m + n :<br />

m<br />

a<br />

n<br />

a<br />

= am · a –n = a m + (–n) = a m-n .<br />

3. Задатак<br />

Ако је a ≠ 0, израз прикажи као степен броја a неким целим бројем:<br />

а) a 2<br />

3 a<br />

; б) a ♥2 a<br />

♥1<br />

♥1<br />

⋅ ⎛ 2<br />

a ⎞<br />

; в)<br />

2<br />

⎜<br />

−2<br />

⎟ ; г) (a –2 ) 2 · (a 3 ) –3 .<br />

a ⎝a<br />

⎠<br />

теорема<br />

Ако су a и b реални бројеви различити од нуле и n било који цео број, онда је:<br />

1) (ab) n = a n · b n ,<br />

n n<br />

⎛a<br />

a<br />

2) ⎜ ⎞ n<br />

⎝b<br />

⎠ ⎟ = .<br />

b<br />

Доказ. Једнакости под 1) и 2) тачне су ако је n природан број. Такође, једнакости<br />

очигледно важе ако је n = 0. Остаје да проверимо да ли оне важе ако је n негативан<br />

цео број. У том случају је –n > 0, па се докази своде на примену дефиниције<br />

степена негативним бројем и одговарајућих особина степеновања природним<br />

бројем.<br />

n 1 1 1 1 n n<br />

1) ( ab)<br />

= = = ⋅ = a ⋅b<br />

.<br />

−n −n −n −n −n<br />

( ab)<br />

a b a b<br />

1<br />

n n n<br />

a b b n<br />

n<br />

⎛<br />

2)<br />

b a<br />

⎜ ⎞ n<br />

n<br />

⎝b<br />

⎠ ⎟ = ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ − −<br />

a ⎠ ⎟ = = = . ■<br />

−<br />

a 1 b<br />

n<br />

a<br />

Записивање великих и<br />

малих бројева<br />

4. Задатак<br />

Ако је a ≠ 0 и b ≠ 0, трансформиши следећи израз у облик a p b q , p, q Z:<br />

♥1<br />

⎛ ♥3<br />

a ⎞<br />

ab<br />

a) ⎜<br />

♥2<br />

⎟ ; б)<br />

⎝b<br />

⎠ ( a 2 4 3 b )<br />

; в) ( ab 3 1 ) 2<br />

.<br />

3 2<br />

ab<br />

При описивању реалности често се сусрећемо <strong>са</strong> веома великим бројевима или<br />

пак веома малим. Приликом <strong>за</strong>писивања оваквих бројева погодно је користити<br />

степене броја 10 (основе бројевног система који користимо).<br />

Пример 2.<br />

Много је прегледније масу Сунца изразити у облику 1,9891 · 10 30 kg, него у облику<br />

1989100000000000000000000000000kg.<br />

Претварање једног <strong>за</strong>пи<strong>са</strong> у други илустровано је у наредној једнакости.<br />

84<br />

1989100000000000000000000000000 = 1,9891 ·<br />

30 29 28 2726252423222120191817161514131211 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

30


Реални бројеви<br />

Слично томе, масу електрона нећемо изразити у облику<br />

0,000000000000000000000000000000910938 kg,<br />

већ у облику 9,10938 · 10 –31 kg.<br />

31<br />

0,000000000000000000000000000000910938 = 9,10938 ·<br />

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 141516171819 2021222324 25 2627 28 29 30 31<br />

У оба случаја масе смо изразили у облику a · 10 n , при чему је 1a < 10 и n Z. <br />

Записи облика<br />

a · 10 n , 1a < 10 и<br />

n Z, називају се<br />

стандардни <strong>за</strong>писи<br />

(али и научни <strong>за</strong>писи)<br />

бројева.<br />

Сваки позитиван реалан број може да се <strong>за</strong>пише у облику a · 10 n , где је<br />

1a < 10 и n Z.<br />

5. Задатак<br />

Запиши следеће важне константе у облику a · 10 n , 1a < 10 и n Z.<br />

а) Aвогадров број 602214000000000000000000 1<br />

mol ;<br />

б) гравитациона константа γ = 0,00000000006673 Nm 2<br />

.<br />

2<br />

kg<br />

Напомена.<br />

а) Мол (симбол: mol) је једна од седам СИ основних јединица. Мол је количина<br />

супстанце која <strong>са</strong>држи онолико честица (атома, молекула, јона итд.) колико има<br />

атома у тачно 12 грама угљениковог изотопа C12. Број ових атома назива се<br />

Авогадров број.<br />

б) Гравитациона константа је једна од природних константи која се појављује<br />

у Њутновом <strong>за</strong>кону гравитације. Њутнов <strong>за</strong>кон гравитације тврди да се два<br />

масивна тела привлаче силом која је сразмерна њиховим ма<strong>са</strong>ма, а обрнуто<br />

сразмерна квадрату њиховог међусобног растојања. Коефицијент сразмерности<br />

је гравитациона константа.<br />

На нивоу опште<br />

културе, познавање<br />

важних константи<br />

које се односе на<br />

реални свет и које су<br />

дате у облику a · 10 n<br />

подразумева да се зна<br />

вредност изложиоца<br />

n (такозвани ред<br />

величине константе)<br />

и приближна<br />

вредност броја a.<br />

Пример 3.<br />

Поред тога што је стандардни <strong>за</strong>пис краћи, једноставније је и рачунати <strong>са</strong> овако<br />

<strong>за</strong>пи<strong>са</strong>ним бројевима.<br />

Нека је a = 0,00000000238 и b = 112000000000. Одредимо производ a · b и количник<br />

ab. Ако најпре приметимо да је<br />

0,00000000238<br />

1 2 3 4 5 6 7 8 9<br />

2,38 10 9 и 112000000000<br />

једноставно добијамо<br />

a · b = 2,38 · 10 –9 · 1,12 · 10 11 = 2,38 · 1,12 · 10 11-9<br />

= 2,6656 · 10 2 = 266,56<br />

и<br />

♥9<br />

a<br />

b = 23810 , ⋅ 238 , ♥9−11 ♥20<br />

= ⋅ 10 = 2,<br />

125⋅10<br />

. <br />

11<br />

11210 , ⋅ 112 ,<br />

11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1<br />

11<br />

1,12 10 ,<br />

6. Задатак<br />

Израчунај: а) 0,00010,001; б) 0,00001 · 10 000.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

85


3<br />

2<br />

1 57648 9<br />

7<br />

7 8 9 +<br />

4 5 6 −<br />

1 2 3 ×<br />

0 , ± ÷<br />

7<br />

=<br />

7 8 9 +<br />

4 5 6 −<br />

1 2 3 ×<br />

0 , ± ÷<br />

7<br />

=<br />

7 8 9 +<br />

4 5 6 −<br />

1 2 3 ×<br />

0 , ± ÷<br />

7<br />

±<br />

, 8 X y 4 =<br />

3701,5056<br />

7 8 9 +<br />

4 5 6 −<br />

1 2 3 ×<br />

0 , ± ÷<br />

X y<br />

C<br />

=<br />

, 8 X y 4 ±<br />

0,00027016<br />

X y<br />

C<br />

=<br />

, 8 X y 5 6<br />

9,063537807 49<br />

X y<br />

C<br />

=<br />

, 8 X y 1 1<br />

=<br />

1,538010748 –10<br />

X y<br />

C<br />

=<br />

7. Задатак<br />

а) Ма<strong>са</strong> Сунца је 1,9891 · 10 30 kg, а ма<strong>са</strong> Земље 5,9736 · 10 24 kg. Колико пута је ма<strong>са</strong><br />

Сунца већа од масе Земље?<br />

б) Ма<strong>са</strong> електрона је 9,10938 · 10 –31 kg, а ма<strong>са</strong> протона 1,67262 · 10 –27 kg.<br />

Колико пута је ма<strong>са</strong> протона већа од масе електрона?<br />

Пример 4.<br />

На калкулатору тастер x y нам омогућава да израчунамо вредности степена<br />

чији су изложиоци цели бројеви. Ако желимо да израчунамо 7,8 4 , најпре уносимо<br />

основу 7,8, а након тога притиснемо тастер x y и уносимо изложилац 4.<br />

Притиском на знак једнакости на екрану ће бити прика<strong>за</strong>на вредност датог<br />

степена 3701,5056.<br />

На исти начин рачунамо вредност степена чији је изложилац негативан број (види<br />

другу слику на маргини).<br />

Сваки калкулатор на екрану може прика<strong>за</strong>ти <strong>са</strong>мо одређени (фиксиран) број<br />

цифара (најчешће десет цифара, мада има и оних који приказују више). Ако<br />

желимо да израчунамо 7,8 56 , морамо имати на уму да ће <strong>за</strong>пис резултата имати<br />

велики број цифара и да највероватније калкулатор на свом екрану неће моћи да<br />

испише све цифре.<br />

На <strong>за</strong>хтев да израчунају 7,8 56 неки калкулатори ће одговорити словом E (error),<br />

што значи да не могу да обаве <strong>за</strong>дато израчунавање. Бољи калкулатори ће<br />

дати резултат у облику a · 10 n , 1a < 10, n Z. При томе, овакав <strong>за</strong>пис се<br />

на различитим калкулаторима приказује на различите начине. Резултат<br />

израчунавања 7,8 56 може бити прика<strong>за</strong>н на један од следећих начина:<br />

7,8 56 9,0635378068513013947874255450474e + 49,<br />

7,8 56 9,063537807 + 49,<br />

7,8 56 9,063537807 49 .<br />

Сви ови <strong>за</strong>писи одговарају <strong>за</strong>пису a · 10 49 , при чему је дат различит број децимала<br />

броја a (1a < 10). На пример, последњи <strong>за</strong>пис значи да је 7,8 56 9,063537807 · 10 49 .<br />

Подсећамо да поједини калкулатори <strong>за</strong>округљују последњу цифру по познатим<br />

правилима.<br />

У табели испод наводимо резултате израчунавања вредности 7,8 –11 <strong>за</strong>једно <strong>са</strong><br />

њиховим значењем.<br />

7,8 –11 1,5380107478983791856795562676068e-10 1,5380107478983791856795562676068 · 10 –10<br />

Приказ на екрану Значење прика<strong>за</strong> <strong>са</strong> екрана<br />

1,538010748-10<br />

1,538010748 · 10 –10<br />

1,538010748 –10<br />

86<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Задаци<br />

Скуп рационалних бројева<br />

1. Одреди децималне <strong>за</strong>писе разломака 7 8 , – 13<br />

6 , 67<br />

11 .<br />

2. Запиши у облику разломака бројеве 0,12; 0,105; 0,2002.<br />

А<br />

Реални бројеви<br />

3. Број 0,3121212 ... = 0,3(12) <strong>за</strong>пиши у облику p , где су p и q у<strong>за</strong>јамно прости<br />

природни бројеви.<br />

q<br />

4. Изрaчунај без употребе калкулатора:<br />

1) 3465,1 + 145,56 + 12,671; 2) 101010 – 90909;<br />

3) 166,89 – 89,9; 4) 51,4 ∙ 2,8; 5) 26,524 : 3,8;<br />

6) 12 000 000 000 000 ∙ 0,000 000 012;<br />

7) 12 000 000 000 000 : 1 200 000 000;<br />

8) 6 ∙ 2 3 – 6 2 3 ; 9) – 1 6 – – 1 3 – 7 9 – 1 + 2;<br />

10) 7 – 1,2 ∙ 2 1 3 – 1 1 2<br />

3+<br />

4, 2: 01 ,<br />

: 0,75; 11)<br />

⎛<br />

1 0 3−2 1 ; 12)<br />

⎞<br />

⎜ : , ⎟⋅<br />

⎝ 3⎠<br />

0 , 3125<br />

2 1 3 1 3<br />

3 1 : 3<br />

2 1 .<br />

2 2<br />

5. Нека је a = 0,011111 ... = 0,0(1) и b = 0,099999 ... = 0,0(9). Која од датих једнакости<br />

је тачна?<br />

(А) a + b = 0,1; (Б) a + b = 0,010101 ... = 0,(01);<br />

(В) a + b = 0,111111 ... = 0,(1); (Г) a + b = 0,101010 ... = 0,(10).<br />

6. Ако је a = 1,1363636 ... = 1,1(36) и b = 0,909090 ... = 0,(90), одреди a + b, a – b, a ∙ b и<br />

a : b.<br />

7. Наведи два броја чији су децимални <strong>за</strong>писи бесконачно периодични тако да<br />

њихов<br />

1) збир, 2) разлика, 3) производ, 4) количник<br />

има коначан децимални <strong>за</strong>пис.<br />

1 1<br />

1<br />

8. Упореди бројеве a =<br />

1<br />

1 , b = , c =<br />

.<br />

1<br />

1<br />

1<br />

2<br />

1<br />

1 1<br />

1<br />

1<br />

2<br />

1<br />

1 2<br />

Скуп реалних бројева<br />

9. 1) Речима опиши неколико бесконачних непериодичних децималних <strong>за</strong>пи<strong>са</strong>.<br />

2) Одреди неколико децимала броја x таквог да је x 2 = 3, а <strong>за</strong>тим докажи да x није<br />

рационалан број.<br />

А<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

87


3<br />

2<br />

1 57648 9<br />

10. Докажи да су бројеви √5 и √7 (тј. позитивна решења једначина x 2 = 5, односно<br />

x 2 = 7) ирационални и одреди неколико децимала ових бројева.<br />

Упутство. Применити поступак опи<strong>са</strong>н у примеру 1. на страни 67 или у<br />

решењу претходног <strong>за</strong>датка.<br />

Aко прост број p<br />

дели a 2 (a ),<br />

онда p дели и a.<br />

11. Наведи примере бројева a и b који потврђују тачност датих иска<strong>за</strong>.<br />

1) Постоје рационални бројеви a и b такви да је a + b природан број.<br />

2) Постоје ирационални бројеви a и b такви да је a ∙ b негативан цео број.<br />

3) Постојe рационалан број a и ирационалан број b такви да је a ∙ b рационалан<br />

број.<br />

12. Докажи да су бројеви √6 и √10 ирационални.<br />

13. Докажи да је <strong>за</strong> сваки прост број p, број √p ирационалан.<br />

14. Докажи да су бројеви<br />

1) 2 – √2; 2) 3 ∙ √7; 3) √2 + √3<br />

ирационални.<br />

15. Да ли постоје бројеви a, b, c, d такви да је:<br />

a + b > 0, b + c > 0, c + d > 0, a + b + c < 0, b + c + d < 0?<br />

Образложи одговор.<br />

(4) Често се каже да је<br />

неједнакост x + y ≤ a + b<br />

добијена „<strong>са</strong>бирањем”<br />

неједнакости<br />

x ≤ a и y ≤ b.<br />

Из еквиваленција (6),<br />

(7) и (8) изводимо<br />

једноставне и важне<br />

последице:<br />

а) x ∙ y ≠ 0 x ≠ 0y ≠ 0;<br />

б) x ≠ 0 x 2 > 0;<br />

в) x 2 + y 2 ≠ 0 x ≠ 0y ≠ 0.<br />

16. Нађи примере бројева a, b, c <strong>за</strong> које је:<br />

1) (a + b) 2 ≠ a 2 + b 2 ; 2) a + c<br />

b + c ≠ a b .<br />

17. Које су од следећих импликација, односно еквиваленција, тачне <strong>за</strong> све бројеве<br />

x, y, a, b?<br />

1) x ≤ ay ≤ b x + y ≤ a + b; 2) x > ay ≥ b x + y > a + b;<br />

3) x > ay > b x ∙ y > a ∙ b; 4) x < yy ≤ b x < b;<br />

5) x > y x 2 > y 2 ; 6) x ∙ a < y ∙ a x < y;<br />

7) x > 0 x 2 > 0; 8) x < ay < b x – y < a – b.<br />

За формуле које нису тачне, наведи одговарајуће примере бројева.<br />

18. Применом својстава датих на страни 70 и њихових последица које су дока<strong>за</strong>не<br />

на странама 71 – 72, докажи тврђења:<br />

1) x ≤ y 0 ≤ y – x; 2) x ≤ y x – y ≤ 0.<br />

3) x < y x + z < y + z; 4) x ≤ ay ≤ b x + y ≤ a + b;<br />

5) x < ay ≤ b x + y < a + b; 6) x ∙ y = 0 x = 0y = 0 ;<br />

7) x 2 = 0 x = 0; 8) x 2 + y 2 = 0 x = 0y = 0 .<br />

19. Ако је y ≠ 0 и y' ≠ 0, докажи једнакости:<br />

1) 1 y ∙ 1 y' = 1<br />

y ∙ y' (или y –1 ∙ y' –1 = (y ∙ y') –1 );<br />

2) x y ∙ x'<br />

y' = x ∙ x'<br />

y ∙ y' ;<br />

3) x y + x'<br />

y'<br />

x ∙ y' + x' ∙ y<br />

= .<br />

yy'<br />

88<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Реални бројеви<br />

Апсолутна вредност реалног броја<br />

20. Реши неједначине: 1) |x – 2,5| < 0,1; 2) |x + 1,6| ≤ 0,04.<br />

21. Реши неједначине: 1) |x| ≥ 2; 2) |x – 1| > 2.<br />

22. Да ли је <strong>за</strong> све реалне бројеве a и b тачнa неједнакост<br />

1) |a – b| ≤ |a| – |b|; 2) |a – b| ≥ |a| – |b|?<br />

Ако неједнакост није тачна <strong>за</strong> све бројеве, нађи бројеве <strong>за</strong> које она не важи.<br />

У супротном, докажи да је тачна <strong>за</strong> све реалне бројеве.<br />

Апсолутна вредност броја<br />

се понекада дефинише<br />

и <strong>са</strong> |x| = max {x, –x}, при<br />

чему је<br />

a, ако је a ≥ b<br />

max {a, b} =<br />

b, ако је a < b.<br />

Приближне вредности реалних бројева<br />

23. Заокругли број a = 12,0854743 на<br />

1) једну; 2) две; 3) три<br />

децимале и одреди апсолутне грешке.<br />

24. Израчунај приближну вредност изра<strong>за</strong><br />

1) I = (x + y) ∙ z ако је x = 10,71 ± 0,25, y = 13 ± 0,01 и z = 2,5 ± 0,1;<br />

2) I = x ∙ y – 2z ако је x = 24,6 ± 0,2, y = 10,3 ± 0,1 и z = 2,87 ± 0,01;<br />

3) I = x – y ако је x = 41,23 ± 0,02, y = 32,14 ± 0,04 и z = 2 ± 0,01.<br />

z – 0,2<br />

У сваком од случајева процени начињену грешку.<br />

А<br />

У практичним израчунавањима често се користе и формуле <strong>за</strong> приближно<br />

израчунавање вредности неких величина. Овакве формуле углавном се употребљавају<br />

као <strong>за</strong>мене <strong>за</strong> тачне формуле које су компликоване, а понекада и у недостатку тачних<br />

формула. Тако, на пример, Архимед је предлагао да се површина круга полупречника r<br />

рачуна по формули P ≈ 22 7 ∙ r2 (сматрајући да је апроксимација броја π бројем<br />

22<br />

= 3,(142857) = 3,142857142857... <strong>са</strong>свим <strong>за</strong>довољавајућа у практичним применама).<br />

7<br />

Иако би уз сваку формулу <strong>за</strong> приближно израчунавање морала да буде наведена<br />

граница грешке, то се често не чини, али се подразумева да је грешка мала <strong>за</strong> контекст<br />

у коме се предлаже примена формуле.<br />

25. Чувени средњовековни научник Кеплер дао је (око 1600. године) формулу <strong>за</strong><br />

приближно израчунавање <strong>за</strong>премине бурета (уобичајеног облика) на основу<br />

димензија датих на слици. Формула je:<br />

V ≈ πh<br />

12 (2D2 + d 2 ).<br />

Одреди приближну целобројну вредност <strong>за</strong>премине бурета у дециметрима<br />

кубним ако је h = 80 cm, D = 65 cm и d = 50 cm.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

89


3<br />

2<br />

1 57648 9<br />

Б<br />

Неједнакостима у <strong>за</strong>датку<br />

26. <strong>за</strong>право је процењена<br />

грешка приликом<br />

приближних израчунавања<br />

по формулама<br />

x + y ≈ x' + y',<br />

x – y ≈ x' – y',<br />

x ∙ y ≈ x' ∙ y' и x y ≈ x'<br />

y' , при<br />

чему је x = x' ± Δ 1<br />

и y = y' ± Δ 2<br />

.<br />

26. Ако је x = x' ± Δ 1<br />

и y = y' ± Δ 2<br />

, докажи да је<br />

1) |(x + y) – (x' + y')| ≤ Δ 1<br />

+ Δ 2<br />

;<br />

2) |(x – y) – (x' – y')| ≤ Δ 1<br />

+ Δ 2<br />

;<br />

3) |xy – x'y'| ≤ |x'| Δ 2<br />

+ |y'| Δ 1<br />

+ Δ 1<br />

Δ 2<br />

;<br />

4) x y – x' ≤ |x'| Δ 2<br />

+ |y'| Δ 1<br />

y' |y'| ∙ ||y'| – Δ 2<br />

| под условима да је y' ≠ 0 и Δ < |y'|.<br />

2<br />

Упутство. Примени неједнакости (5) и (6) дока<strong>за</strong>не на страни 75.<br />

27. Ако је x = 4,105 ± 0,001 и y = 0,624 ± 0,001, израчунај збир, разлику, производ<br />

и количник користећи формуле из претходног <strong>за</strong>датка и процени<br />

одговарајуће грешке.<br />

Степен чији је изложилац цео број<br />

А<br />

28. Израчунај без употребе калкулатора:<br />

5 4<br />

14 10<br />

1) ; 2) ( ♥0, 8)<br />

6 1 3<br />

3<br />

⋅ ⎛ 4 6<br />

35 2<br />

⎝ ⎜<br />

⎞<br />

⎟<br />

4 ⎠<br />

; 3) ( ♥3) ⋅ ( ♥2) − ( ♥2)<br />

5<br />

4 ⋅10<br />

13 12<br />

.<br />

3<br />

29. Поређај бројеве ⎛ 3⎞<br />

⎜−<br />

⎟ , ⎛ 2⎞<br />

⎜−<br />

⎟ , 0,8 3 , (0,2) 2 у растући низ.<br />

⎝ 5⎠<br />

⎝ 5⎠<br />

2<br />

30. Шта је веће:<br />

1) 2 300 или 3 200 ; 2) 54 4 или 3 16 ; 3) 0,4 4 или 0,8 3 ?<br />

31. Поређај бројеве<br />

1) 7 3 , 7 3 , (7) 3 , (7) 3 ; 2) 0,7 3 , 0,7 3 , (0,7) 3 , (0,7) 3<br />

у растући низ.<br />

32. Запиши у облику a10 n , 1a10, n Z, број:<br />

1) 7302000; 2) 17000000; 3) 0,00012; 4) 0,00000002.<br />

33. Запиши у децималном <strong>за</strong>пису:<br />

1) 2,1310 5 ; 2) 5,110 4 ; 3) 2,0110 3 ; 4) 2,0110 3 .<br />

34. Израчунај и резултат прикажи у облику a10 n , 1a10, n Z:<br />

1) 0,000210,0003; 2) 1020001700000; 3) 832000000,00005;<br />

4) 0,000011000000; 5) 111000015000; 6) 1110000,00015;<br />

7) 0,00011115000; 8) 0,0001110,0015.<br />

90<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


УВОД У ГЕОМЕТРИЈУ<br />

Тачке, праве и равни. Односи припадања (92)<br />

А Односи припадања између тачака, правих и равни (92)<br />

Б Последице аксиоме припадања (96)<br />

Паралелност (98)<br />

А Паралелност правих; аксиома паралелности (98)<br />

Б Последице аксиоме паралелности (99)<br />

Распоред тачака. Дуж, полуправа и полураван (100)<br />

А Распоред тачака; дуж, полуправа, полураван (100)<br />

Б Пашова теорема (103)<br />

Важне геометријске фигуре. Угао и многоугао (104)<br />

А Конвексне и неконвексне фигуре; угао и многоугао (104)<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


A<br />

Тачке, праве и равни. Односи припадања<br />

Простор <strong>за</strong>мишљамо као скуп. Његове елементе називамо тачкама. Основне<br />

врсте подскупова (делова) простора су праве и равни. Наравно, и праве и равни<br />

су скупови тачака.<br />

Тачке, праве и равни називамо основним геометријским објектима.<br />

ГРЧКИ АЛФАБЕТ<br />

α (алфа)<br />

β (бета)<br />

γ (гама)<br />

δ (делта)<br />

ε (епсилон)<br />

ζ (зета)<br />

η (ета)<br />

θ (тета)<br />

ι (јота)<br />

κ (капа)<br />

λ (ламбда)<br />

μ (ми)<br />

ν (ни)<br />

ξ (кси)<br />

ο (омикрон)<br />

π (пи)<br />

ρ (ро)<br />

σ (сигма)<br />

τ (тау)<br />

υ (ипсилон)<br />

φ (фи)<br />

χ (хи)<br />

ψ (пси)<br />

ω (омега)<br />

Тачке означавамо великим словима латинице <strong>са</strong> или без индек<strong>са</strong><br />

A, B, C, D, ..., A 1<br />

, B 1<br />

, ..., A 2<br />

, B 2<br />

, ...<br />

Праве означавамо малим словима латинице a, b, c, d, ..., a 1<br />

, b 1<br />

, ...,<br />

а равни малим грчким словима α, β, γ, δ, ...<br />

Будући да су и праве и равни<br />

скупови, основне концепте<br />

теорије скупова преносимо и<br />

у геометрију. Тако, на слици<br />

десно уочавамо да важе следеће<br />

формуле:<br />

A b,<br />

A α,<br />

c γ,<br />

a γ = {T},<br />

α γ = p,<br />

S β,<br />

b α,<br />

...<br />

1.<br />

На основу слике горе утврди које су формуле тачне:<br />

1) P α γ; 2) a b = {S}, 3) a β = {B}; 4) β γ = {Q};<br />

5) c α ≠ c β ≠ ; 6) C cC γ; 7) P pp γ P γ;<br />

8) C cc γ C γ; 9) B 1<br />

a β B a β; 10) a c = a γ = .<br />

2.<br />

Задатак<br />

Задатак<br />

На основу слике горе наведи још неке формуле које су тачне.<br />

Постоје и неке специфичности када је реч о скуповима у<br />

геометрији. На пример, <strong>за</strong> праву c која је подскуп равни γ,<br />

c γ, кажемо да припада равни, иако је, строго говорећи,<br />

употреба речи „припада” у овом случају погрешна. Такође,<br />

каже се и да γ <strong>са</strong>држи c, као и да права c лежи у равни γ.<br />

92<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Увод у геометрију<br />

Нису праве и равни једини подскупови<br />

простора. На слици десно прика<strong>за</strong>ни су<br />

неки подскупови који нису ни праве ни<br />

равни.<br />

Како из мноштва подскупова простора<br />

прецизно опи<strong>са</strong>ти праве и равни?<br />

Покушајте речима да опишете по чему се<br />

разликују праве и равни од прика<strong>за</strong>них<br />

подскупова и видећете да то није<br />

једноставно, и поред тога што нам се<br />

чини да имамо јасну представу о томе<br />

какав скуп тачака је права, a какав скуп<br />

тачака је раван.<br />

У наставку ћемо строго прецизирати особине основних геометријских објеката<br />

на које ћемо се даље ослањати. Те особине називамо аксиомама – полазним<br />

претпоставкама. Пре него што почнемо навођење аксиома, истичемо да се<br />

аксиоме углавном не односе <strong>са</strong>мо на једну врсту објекта не<strong>за</strong>висно од осталих, већ<br />

на њихове међусобне односе. На тај начин се поред основних објеката разматрају<br />

и основни односи међу њима.<br />

Аксиома је реч грчког<br />

порекла и значи<br />

основно начело,<br />

очигледна истина.<br />

Пошто простор <strong>за</strong>мишљамо као скуп, природно је да „бити елемент”, а тиме и<br />

„бити подскуп”, спадају у основне односе међу уведеним основним објектима.<br />

Навешћемо шест аксиома које се односе на припадање.<br />

Прва аксиома (полазна претпоставка) подржава уверење да свака права <strong>са</strong>држи<br />

бесконачно много тачака, али јој и не припада бесконачно много тачака. Друга то<br />

исто тврди <strong>за</strong> било коју раван.<br />

На свакој правој можемо и<strong>за</strong>брати произвољно много међусобно различитих<br />

тачака. За сваку праву можемо и<strong>за</strong>брати произвољно много тачака које јој не<br />

припадају.<br />

аксиома (П)<br />

У свакој равни можемо и<strong>за</strong>брати произвољно много међусобно различитих<br />

тачака. Такође, <strong>за</strong> сваку раван можемо и<strong>за</strong>брати произвољно много тачака које<br />

јој не припадају.<br />

аксиома (Р)<br />

На наредним странама систематизоване су основне дефиниције и преостале<br />

аксиоме које се односе на припадање.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

93


4<br />

2<br />

1 57648 9<br />

колинеарне тачке<br />

тачке и праве<br />

неколинеарне тачке<br />

аксиома (ТП)<br />

За сваке две различите тачке<br />

постоји тачно једна права<br />

која их <strong>са</strong>држи.<br />

Праву одређену тачкама<br />

A и B означавамо p(A, B).<br />

За три и више тачака каже се да су:<br />

• колинеарне, ако припадају једној<br />

правој, односно<br />

• неколинеарне, ако не постоји права<br />

која их <strong>са</strong>држи.<br />

компланарне тачке<br />

тачке и равни<br />

некомпланарне тачке<br />

аксиома (ТР)<br />

Три неколинеарне тачке одређују<br />

тачно једну раван.<br />

Раван одређену<br />

неколинеарним тачкама<br />

A, B, C означавамо<br />

ρ(A, B, C).<br />

За четири и више тачака кажемо да су:<br />

• компланарне, ако припадају једној<br />

равни, односно<br />

• некомпланарне, ако не постоји раван<br />

која их <strong>са</strong>држи.<br />

праве и равни<br />

аксиома (ПР)<br />

Ако права и раван имају<br />

више од једне <strong>за</strong>једничке<br />

тачке, тада се права<br />

налази у тој равни.<br />

Ако права и раван<br />

имају једну <strong>за</strong>једничку<br />

тачку, кажемо да права<br />

продире раван.<br />

Ако права и раван немају<br />

<strong>за</strong>једничких тачака,<br />

кажемо да су паралелне.<br />

94<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Увод у геометрију<br />

две равни<br />

Ако две равни немају <strong>за</strong>једничких<br />

тачака, онда кажемо да су те две<br />

равни паралелне.<br />

Ако две различите равни имају<br />

<strong>за</strong>једничких тачака, онда је пресек<br />

те две равни права.<br />

аксиома (РР)<br />

две праве<br />

Ако две праве немају<br />

<strong>за</strong>једничких тачака и<br />

припадају истој равни,<br />

кажемо да су паралелне.<br />

Ако две праве немају<br />

<strong>за</strong>једничких тачака и не<br />

припадају истој равни,<br />

кажемо да су мимоилазне.<br />

Две различите праве<br />

могу имати највише<br />

једну <strong>за</strong>једничку тачку.<br />

теорема (последица ТП)<br />

одређеност равни<br />

Аксиома (ТР).<br />

Три неколинеарне<br />

тачке одређују<br />

тачно једну раван.<br />

Права и тачка која јој<br />

не припада одређују<br />

тачно једну раван.<br />

Две различите праве<br />

које се секу одређују<br />

тачно једну раван.<br />

Две паралелне праве<br />

одређују тачно једну<br />

раван.<br />

три важне теореме<br />

Приметите да смо аксиоме именовали почетним словима објеката о којима<br />

говоре.<br />

Поред аксиома, навели смо и дефиниције неколико важних појмова (истакнутих<br />

масним словима).<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

95


Б<br />

Последице аксиоме<br />

припадања<br />

У доказима се поред<br />

уведених претпоставки<br />

смемо једино ослањати на<br />

логичке <strong>за</strong>коне, аксиоме и<br />

већ дока<strong>за</strong>не теореме.<br />

Наслов наставка могао би да буде и геометрија<br />

и логика, <strong>за</strong>то што је логичко <strong>за</strong>кључивање, то<br />

јест доказивање једино исправно утврђивање<br />

својстава геометријских објеката.<br />

Докажимо најпре теореме наведене на страни 95.<br />

теорема<br />

Две различите праве или немају <strong>за</strong>једничких тачака или<br />

имају <strong>са</strong>мо једну <strong>за</strong>једничку тачку.<br />

Теорему можемо<br />

формули<strong>са</strong>ти и овако:<br />

ако две различите тачке P<br />

и Q припадају правој a и<br />

правој b, онда је a = b.<br />

Доказ. Ако преформулишемо теорему, биће јасније <strong>за</strong>што је она тачна. Наиме,<br />

теорема тврди да две различите праве не могу имати две различите <strong>за</strong>једничке<br />

тачке.<br />

Заиста, ако претпоставимо супротно од онога што теорема тврди, то јест да<br />

неке две различите праве a и b имају две <strong>за</strong>једничке тачке, рецимо P и Q, при<br />

чему је P ≠ Q, према аксиоми (ТП) <strong>за</strong>кључујемо да је a = b, што је супротно<br />

претпоставци да су праве различите. ■<br />

3.<br />

Задатак<br />

1) Које од следећих тврђења је тачно? Образложи одговоре.<br />

а) Ако све три неколинеарне тачке A, B, C припадају равни α и равни β, онда је<br />

α = β.<br />

б) За сваке три међусобно различите тачке постоје бар две различите равни које<br />

их <strong>са</strong>држе.<br />

2) По угледу на доказ претходне теореме, од претходна два тврђења докажи оно<br />

које је тачно.<br />

Упутство: искористи аксиому (ТР).<br />

4.<br />

Задатак<br />

1) Зашто је следеће тврђење тачно: „Ако права a не припада равни α, онда или<br />

а и α немају <strong>за</strong>једничких тачака или a и α имају <strong>са</strong>мо једну <strong>за</strong>једничку тачку”?<br />

Образложи одговор детаљно.<br />

2) По угледу на доказ претходне теореме докажи теорему формули<strong>са</strong>ну под 1).<br />

Упутство: искористи аксиому (ПР).<br />

96<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Увод у геометрију<br />

Ако тачка A не припада правој a,<br />

онда постоји јединствена раван која <strong>са</strong>држи тачку A и праву a.<br />

теорема<br />

Идеја дока<strong>за</strong>. Приметимо најпре да је теорема формули<strong>са</strong>на у облику<br />

импликације „ако ~~~, онда – – – ”. Дакле, под претпоставком да тачка A не<br />

припада правој a, треба дока<strong>за</strong>ти:<br />

1) да постоји раван која <strong>са</strong>држи тачку A и праву a, као и<br />

2) да је таква раван јединствена, то јест да не постоје две равни <strong>са</strong> овом особином.<br />

Како дока<strong>за</strong>ти тврдњу под 1?<br />

Позваћемо се на аксиому (ТР) јер је то једина аксиома која тврди да постоји<br />

некаква раван под одговарајућим претпоставкама. Да бисмо ову аксиому<br />

искористили, неопходно је одредити три неколинеарне тачке које ће нам<br />

дефини<strong>са</strong>ти жељену раван. Једну тачку имамо – то је тачка A. Друге две ћемо<br />

произвољно и<strong>за</strong>брати <strong>са</strong> праве a.<br />

Како дока<strong>за</strong>ти тврдњу под 2?<br />

Претпоставићемо да постоји још једна раван која <strong>за</strong>довољава полазне<br />

претпоставке.<br />

Доказ. Нека је дата тачка A и права a која не <strong>са</strong>држи A.<br />

1) Докажимо најпре да постоји раван која <strong>са</strong>држи тачку A и<br />

праву a.<br />

Према аксиоми (П), на правој a бирамо две различите тачке<br />

P и Q. Тада су тачке A, P и Q неколинеарне јер A a.<br />

Према аксиоми (ТР), ове три тачке одређују јединствену<br />

раван. Означимо ову раван <strong>са</strong> α.<br />

Очигледно, A α. Такође, a α, јер α <strong>са</strong>држи P и Q, то јест две<br />

различите тачке праве a, па према аксиоми (ПР) α <strong>са</strong>држи и<br />

праву a. Дакле, постоји раван која <strong>са</strong>држи тачку A и праву a.<br />

Теорема.<br />

Ако ~~~, онда – – – .<br />

Директан доказ.<br />

Претпоставимо ~~~.<br />

...<br />

Дакле, тачно је – – – .<br />

Индиректан доказ.<br />

Претпоставимо ~~~.<br />

Претпоставимо и<br />

да није тачно – – – .<br />

...<br />

Контрадикција.<br />

2) Претпоставимо да је и β раван која <strong>са</strong>држи тачку A и праву a. Из a β<br />

<strong>за</strong>кључујемо да β <strong>са</strong>држи све тачке праве a, па специјално и тачке P и Q. Како је и<br />

A β, следи да је β раван која <strong>са</strong>држи неколинеарне тачке A, P и Q. Позивањем на<br />

аксиому (ТР) <strong>за</strong>кључујемо да је α = β. ■<br />

5. Задатак<br />

Докажи да <strong>за</strong> сваке две праве које се секу постоји јединствена раван која их<br />

<strong>са</strong>држи.<br />

Упутство. И<strong>за</strong>бери две различите праве које се секу и на свакој од њих по једну<br />

тачку различиту од тачке пресека.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

97


A<br />

Паралелност<br />

Паралелност је однос између две равни, праве и равни, и две праве.<br />

дефиниција<br />

Равни су паралелне уколико немају <strong>за</strong>једничких<br />

тачака. Права и раван су паралелне уколико немају<br />

ниједну <strong>за</strong>једничку тачку. Ако две праве у простору<br />

немају <strong>за</strong>једничких тачака, онда су оне<br />

• паралелне уколико постоји раван којој обе<br />

припадају,<br />

• мимоилазне уколико не постоји раван којој обе<br />

припадају.<br />

Ослањајући се на интуицију, знамо да <strong>за</strong> неку тачку A ван<br />

праве p постоји бесконачно много правих које <strong>са</strong>држе A<br />

и секу p. Такође, постоји бесконачно много правих које<br />

<strong>са</strong>држе A и мимоилазне су <strong>са</strong> p. Колико има правих које<br />

<strong>са</strong>држе A и паралелне су <strong>са</strong> p?<br />

аксиома паралелности<br />

За сваку праву p и тачку A која јој не припада постоји јединствена<br />

права q која је <strong>са</strong>држи и паралелна је <strong>са</strong> правом p.<br />

p<br />

a<br />

Ако A p, није тешко <strong>за</strong>кључити да права која <strong>са</strong>држи A и паралелна је <strong>са</strong> p<br />

припада равни α коју одређују A и p.<br />

Све друге праве равни α које <strong>са</strong>држе A секу праву p. Све друге праве које нису у<br />

равни α и <strong>са</strong>држе тачку A мимоилазне су <strong>са</strong> p.<br />

теорема о<br />

симетричности и<br />

транзитивности<br />

паралелности<br />

Нека су p, q и r различите праве. Ако је p || q, онда је и q || p.<br />

Ако је p || q и q || r, онда је и p || r.<br />

Нека су α, β и γ различите равни. Ако је α || β, онда је и β || α.<br />

Ако је α || β и β || γ, онда је α || γ.<br />

Релација паралелности међу правама је:<br />

• симетрична (јер из p || q следи q || p ако су p и q различите праве), и<br />

• транзитивна (из p || q и q || r следи p || r ако су p, q и r различите праве).<br />

Ипак, није релација еквиваленције јер није рефлексивна. Да би се надоместио овај<br />

недостатак, дефиниција паралелности правих често се модификује и додаје се<br />

„свака права је паралелна <strong>са</strong> <strong>са</strong>мом собом”, то јест <strong>за</strong> сваку праву a важи a || a.<br />

98<br />

Аналогно се проширује дефиниција паралелности између праве и равни додатком:<br />

• свака права која припада некој равни паралелна је тој равни,<br />

односно између две равни додатком:<br />

• свака раван је паралелна <strong>са</strong> <strong>са</strong>мом собом.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Б<br />

Нека су a, b и t три међусобно различите праве једне равни.<br />

Ако је a || b и t сече праву a, онда t сече и праву b.<br />

Последице аксиоме<br />

паралелности<br />

теорема<br />

Доказ.<br />

Претпоставке:<br />

праве a, b и t припадају истој равни;<br />

a || b и t сече праву a.<br />

Нека је t a = {A}.<br />

Треба дока<strong>за</strong>ти: t сече праву b.<br />

Приметимо најпре да A b, јер праве a и b немају <strong>за</strong>једничких тачака.<br />

Према теореми коју смо дока<strong>за</strong>ли на страни 96 (и поновили је на маргини) праве t<br />

и b се секу или су паралелне.<br />

Ако би било t || b, онда би праве a и t биле две различите праве које <strong>са</strong>држе тачку<br />

A (A b) и које су паралелне <strong>са</strong> b, што није могуће према аксиоми паралелности.<br />

Дакле, праве t и b се секу. ■<br />

Нека су a, b и c три међусобно различите праве једне равни.<br />

Ако је a || b и b || c, онда је a || c.<br />

Теорема.<br />

Две различите праве<br />

или немају <strong>за</strong>једничких<br />

тачака или имају <strong>са</strong>мо<br />

једну <strong>за</strong>једничку тачку.<br />

теорема<br />

Оптичка варка<br />

Доказ.<br />

Претпоставке:<br />

праве a, b и c су три међусобно различите праве једне равни;<br />

a || b и b || c.<br />

Треба дока<strong>за</strong>ти: a || c.<br />

Позивајући се на исту теорему као у доказу претходне теореме, <strong>за</strong>кључујемо да се<br />

праве a и c секу или су паралелне.<br />

Праве a и c не могу да се секу, јер би то било у супротности <strong>са</strong> аксиомом<br />

паралелности. Наиме, ако би било a c = {P}, најпре бисмо имали да P b<br />

(Зашто?) и постојале би две различите праве које <strong>са</strong>држе P (P a, P c) и које су<br />

паралелне <strong>са</strong> b (a || b, b || c).<br />

Дакле, a || c. ■<br />

1. Задатак Теорема (страна 95).<br />

Нека су дате различите праве a и b које се секу. Докажи да свака права c која За сваке две праве које се<br />

припада равни одређеној правама a и b сече бар једну од ове две праве.<br />

секу постоји јединствена<br />

Упутство. Претпостави да права c не сече ни a ни b.<br />

раван која их<br />

<strong>са</strong>држи.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

99


A<br />

Распоред тачака. Дуж, полуправа и полураван<br />

Поред одно<strong>са</strong> припадања, који је важан <strong>за</strong> све скупове, па специјално и <strong>за</strong> ове<br />

које управо разматрамо, постоје и односи специфични <strong>са</strong>мо <strong>за</strong> геометрију.<br />

Један од њих је однос „између”, који говори о распореду тачака на једној правој.<br />

Прецизније, реч је о односу у коме се могу наћи три међусобно различите<br />

колинеарне тачке.<br />

Ако је тачка B између тачака A и C,<br />

пишемо A – B – C или C – B – A.<br />

аксиома (и1)<br />

За три међусобно различите колинеарне тачке A, B и C, <strong>са</strong>мо једна од ових<br />

тачака је између преостале две, то јест или је A – B – C, или је B – C – A или је<br />

C – A – B, и не могу истовремено да важе сва три нити нека два од ових одно<strong>са</strong>.<br />

Ако је A – B – C, онда су<br />

A, B, C три међусобно<br />

различите тачке.<br />

Наредна аксиома подржава нашу интуицију и тврди<br />

да се између било које две различите тачке неке праве<br />

може пронаћи нова тачка те праве, то јест да је права<br />

„густо попуњена” тачкама, као и да се, грубо речено,<br />

права неограничено пружа <strong>са</strong> обе стране.<br />

аксиома (и2)<br />

За сваке две различите тачке A и B постоји тачка S која је између њих, A – S – B,<br />

<strong>за</strong>тим постоји тачка D таква да је A – B – D, као и тачка L таква да је L – A – B.<br />

Релација „између” омогућава да се дефинишу важне врсте геометријских објеката<br />

као што су дуж и полуправа.<br />

дефиниција<br />

Две различите тачке A и B <strong>за</strong>једно <strong>са</strong> свим тачкама које се налазе између<br />

њих (то јест <strong>са</strong> свим тачкама X таквим да је A – X – B) образују скуп тачака<br />

који се назива дуж и који се обележава AB или BA.<br />

Тачке A и B називају се крајеви дужи AB.<br />

Директно из дефиниције дужи <strong>за</strong>кључујемо да је тачно следеће тврђење.<br />

теорема<br />

Ако различите тачке A и B припадају правој p, онда је AB p.<br />

1. Задатак<br />

Нека су A, B, C три колинеарне тачке такве да је A – B – C. Одреди:<br />

1) AC BC; 2) AC BC; 3) AB BC; 4) AB BC.<br />

100<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Увод у геометрију<br />

Нека је a произвољна права и A тачка која јој припада.<br />

Полуправа<br />

Две тачке B и C праве a су <strong>са</strong> исте стране тачке A<br />

ако A није између тачака B и C, то јест ако је<br />

A – C – B или A – B – C.<br />

<strong>са</strong> различитих<br />

страна тачке A<br />

Тачке P и Q праве a су <strong>са</strong> различитих страна<br />

тачке A ако је A између њих, то јест ако је<br />

P – A – Q.<br />

За већи број тачака праве a кажемо да су <strong>са</strong> исте<br />

стране тачке A уколико су било које две од њих<br />

<strong>са</strong> исте стране тачке A.<br />

<strong>са</strong> исте стране<br />

тачке A<br />

<strong>са</strong> исте стране<br />

тачке A<br />

Нека је a произвољна права и A тачка која јој припада. Скуп тачака који<br />

чине тачка A, као и све тачке праве a које су <strong>са</strong> исте стране тачке A назива се<br />

полуправа. Тачка A се назива почетак или теме те полуправе.<br />

дефиниција<br />

Свака права a је неком својом тачком A подељена на две полуправе којима је<br />

<strong>за</strong>једничка тачка <strong>са</strong>мо тачка A. Било које две тачке праве a које су различите<br />

од A и које припадају истој полуправој <strong>са</strong> исте су стране тачке A. Било које две<br />

тачке праве a које су различите од A и које не припадају истој полуправој <strong>са</strong><br />

различитих су страна тачке A.<br />

аксиома о полуправама<br />

полуправа Ap<br />

полуправа Ac<br />

Полуправа је потпуно одређена неком<br />

правом, тачком на њој и избором<br />

једног од делова на које је уочена права<br />

подељена тачком.<br />

Ако је права a својом<br />

тачком A подељена на<br />

полуправе Aa 1<br />

и Aa 2<br />

, онда<br />

је:<br />

Aa 1<br />

a, Aa 2<br />

a,<br />

Aa 1<br />

Aa 2<br />

= {A},<br />

Aa 1<br />

Aa 2<br />

= a.<br />

Јединствену полуправу одређују и две различите тачке, при чему је једна од њих<br />

узета <strong>за</strong> почетак. Ако су A и B две различите тачке, онда постоји јединствена<br />

полуправа чији је почетак тачка A и која <strong>са</strong>држи тачку B. Ову полуправу<br />

означаваћемо AB или <strong>са</strong>мо <strong>са</strong> AB, при чему је у другом случају неопходно<br />

нагласити да је реч о полуправој да не би долазило до <strong>за</strong>буне.<br />

полуправа AB<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

101


4<br />

2<br />

1 57648 9<br />

Полураван<br />

Нека је α нека раван и a права која јој припада.<br />

Две различите тачке A и B равни α које не<br />

припадају правој a <strong>са</strong> исте су стране праве a ако<br />

она не сече дуж AB.<br />

Ако права a сече дуж AB, кажемо да су A и B <strong>са</strong><br />

различитих страна праве a.<br />

За већи број тачака равни α које не припадају a<br />

кажемо да су <strong>са</strong> исте стране праве a уколико су<br />

било које две од њих <strong>са</strong> исте стране праве a.<br />

дефиниција<br />

Нека је α произвољна раван и a права која јој припада.<br />

Скуп тачака који чине све тачке праве a, као и све тачке равни α<br />

које су <strong>са</strong> исте стране праве a назива се полураван.<br />

аксиома о полуравнима<br />

Свака права a неке равни α дели ту раван на две полуравни. Ако крајеви неке<br />

дужи не припадају правој a, а припадају истој полуравни, онда та дуж не сече<br />

праву a. Ако крајеви неке дужи не припадају правој a и не припадају истој<br />

полуравни, онда та дуж сече праву a.<br />

Ако права a равни α<br />

одређује полуравни<br />

aα 1<br />

и aα 2<br />

, тада је<br />

aα 1<br />

α, aα 2<br />

α<br />

aα 1<br />

aα 2<br />

= a,<br />

aα 1<br />

aα 2<br />

= α.<br />

Полураван је потпуно одређена неком равни,<br />

правом која припада тој равни и избором једног<br />

од делова на које је уочена раван подељена<br />

и<strong>за</strong>браном правом. Праву називамо граничном<br />

правом сваке од полуравни.<br />

2. Задатак<br />

По аналогији <strong>са</strong> дефиницијама полуправе и полуравни дефиниши полупростор.<br />

102<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Б<br />

У истој равни дате су три неколинеарне тачке A, B и C и права p<br />

која не <strong>са</strong>држи ниједну од њих. Ако права сече дуж BC,<br />

онда она сече или дуж AB или дуж AC и не сече обе.<br />

Пашова теорема<br />

Пре него што прочитате доказ теореме, покушајте<br />

да објасните <strong>за</strong>што је она тачна.<br />

Доказ. Доказ ћемо спровести позивајући се на аксиому о полуравнима. Нека су pα<br />

и pβ полуравни на које права p дели дату раван.<br />

Тачке B и C не припадају правој p (по<br />

претпоставци). Такође, ове две тачке не припадају<br />

истој полуравни, јер ако би припадале, онда, према<br />

аксиоми о полуравнима, права p не би секла дуж<br />

BC. Претпоставимо да B pα и C pβ. Тачка A<br />

не припада правој p, али мора припадати једној од<br />

полуравни одређених овом правом.<br />

Разликујемо два случаја.<br />

1. случај. Ако A pα, онда A и B припадају истој полуравни, па права p не сече<br />

дуж AB. С друге стране, A и C припадају различитим полуравнима, па<br />

права p сече дуж AC.<br />

2. случај. Ако A pβ, онда A и B припадају различитим полуравнима, па права p<br />

сече дуж AB. Међутим, тада A и C припадају истој полуравни, па права p<br />

не сече дуж AC. ■<br />

3. Задатак<br />

У равни су дате четири тачке A, B, C и D и права p која не <strong>са</strong>држи ниједну од<br />

уочених тачака. При том, дужи AB и CD секу праву p, а дуж BC не сече ову праву.<br />

1) Да ли дуж AD сече праву p?<br />

2) Образложи одговор на претходно питање што прецизније.<br />

3) Претвори своје образложење у коректан математички доказ.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

103


A<br />

Важне геометријске фигуре. Угао и многоугао<br />

Под (геометријском) фигуром подразумевамо било који скуп тачака. Фигуре<br />

ћемо означавати великим грчким словима: Φ (фи), Ψ (пси), Σ (сигма), ...<br />

дефиниција<br />

Фигура Φ је конвексна ако све тачке дужи чији крајеви припадају фигури Φ<br />

такође припадају фигури Φ. У супротном, фигура је неконвексна.<br />

НЕКЕ<br />

ВАЖНЕ ФИГУРЕ<br />

Праве и равни су<br />

основне фигуре.<br />

Другим речима, фигура Φ је:<br />

• конвексна, уколико <strong>за</strong> сваке две тачке A и B, ако A, B Φ, онда AB Φ,<br />

• неконвексна, уколико постоје две тачке A и B такве да A, B Φ и AB / Φ.<br />

Све фигуре које смо до <strong>са</strong>да разматрали су равне и конвексне: права, раван, дуж,<br />

полуправа, полураван.<br />

Фигура је равна уколико је подскуп неке равни. Ове школске године ћемо се<br />

бавити углавном равним и конвексним фигурама.<br />

Докажимо да је пресек било које две конвексне фигуре конвексна фигура.<br />

Нека су Φ и Ψ две конвексне фигуре. Да бисмо дока<strong>за</strong>ли да је Φ Ψ такође<br />

конвексна, и<strong>за</strong>беримо две произвољне тачке A и B из Φ Ψ. Тада A, B Φ, па<br />

пошто је Φ конвексна, следи да је AB Φ. Такође, из A, B Ψ следи да је AB Ψ.<br />

Дакле, AB Φ Ψ, што је и требало дока<strong>за</strong>ти. <br />

1.<br />

2.<br />

Пример 1.<br />

Задатак<br />

Примерима покажи да унија и разлика две конвексне фигуре не мора бити<br />

конвексна фигура.<br />

Задатак<br />

1) Под којим условима је унија две дужи AB и CD, тј. AB CD конвек<strong>са</strong>н скуп<br />

тачака?<br />

2) Под којим условима је унија две полуправе Aa и Bb, тј. Aa Bb конвек<strong>са</strong>н скуп<br />

тачака?<br />

104<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Увод у геометрију<br />

Унија две различите полуправе <strong>са</strong> <strong>за</strong>једничким почетком назива се угаона<br />

линија. Заједнички почетак назива се теме угаоне линије, док су полуправе њени<br />

краци. Угаону линију одређену полуправама Op и Oq означавамо <strong>са</strong> pOq.<br />

Угао<br />

дефиниција<br />

pOq = Op Oq<br />

Пар дужи OP и OQ, којима је <strong>за</strong>једничка једна крајња тачка, одређује јединствену<br />

угаону линију pOq, при чему P Op и Q Oq. Угаону линију одређену паром<br />

дужи OP и OQ означавамо POQ.<br />

Права је специјалан случај угаоне линије јер је унија полуправих које одређује<br />

нека тачка O те праве.<br />

Интуитивно је јасно да свака угаона линија<br />

дели раван у којој се налази на два скупа тачака.<br />

При томе, ако угаона линија није права, онда је<br />

један од тих скупова тачака конвек<strong>са</strong>н а други<br />

неконвек<strong>са</strong>н. Наравно, ако је угаона линија<br />

права, раван је подељена на две полуравни.<br />

Две полуправе <strong>са</strong><br />

<strong>за</strong>једничким почетком<br />

које не припадају једној<br />

правој одређују тачно<br />

једну раван.<br />

Угао је унија угаоне линије и једног од скупова тачака на које је подељена<br />

раван одређена угаоном линијом. Теме и краци угаоне линије <strong>са</strong>да постају и<br />

теме и краци одговарајућег угла.<br />

дефиниција<br />

Ако полуправе Op и Oq не леже на истој правој, онда оне одређују два угла, од<br />

којих је један конвек<strong>са</strong>н, а други неконвек<strong>са</strong>н. Ми ћемо у наставку углавном<br />

посматрати конвексне углове, осим у неким случајевима када ћемо посебно<br />

нагласити да посматрамо неконвек<strong>са</strong>н угао. И<strong>за</strong>брани угао одређен <strong>са</strong> pOq<br />

означаваћемо pOq.<br />

Ако различите полуправе Op и Oq леже на истој правој, онда оне одређују два угла,<br />

који су, <strong>за</strong>право, две полуравни одређене правом на којој леже дате полуправе. У<br />

овом контексту, сваку од уочених полуравни називамо опруженим углом.<br />

3.<br />

4.<br />

Задатак<br />

Шта све може бити пресек две полуравни које припадају истој равни?<br />

Задатак<br />

1) Да ли пресек две полуравни једне равни чије се граничне праве секу у једној<br />

тачки може бити неконвек<strong>са</strong>н угао? Образложи одговор.<br />

2) Да ли унија две полуравни једне равни чије се граничне праве секу у једној<br />

тачки може бити конвек<strong>са</strong>н угао? Образложи одговор.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

105


4<br />

2<br />

1 57648 9<br />

Многоугао<br />

Нека су дате компланарне тачке A 1<br />

, A 2<br />

, ..., A n – 1<br />

, A n<br />

, n > 2, такве да су сваке три<br />

у<strong>за</strong>стопне тачке неколинеарне. Унија n дужи A 1<br />

A 2<br />

, A 2<br />

A 3<br />

, ..., A n – 1<br />

A n<br />

, A n<br />

A 1<br />

назива<br />

се <strong>за</strong>творена изломљена линија и обележава се A 1<br />

A 2<br />

... A n – 1<br />

A n<br />

. Уколико сваке<br />

две несуседне странице немају <strong>за</strong>једничких тачака, <strong>за</strong>творену изломљену линију<br />

називамо многоугаона линија. Дате тачке називамо теменима, а поменуте дужи<br />

страницама те линије. Крајње тачке било које странице називају се и суседна<br />

темена. Две странице <strong>са</strong> <strong>за</strong>једничком крајњом тачком називају се суседне<br />

странице.<br />

троугао ABC<br />

четвороугао ABCD<br />

петоугао ABCDE<br />

Многоугаона линија у равни у којој<br />

се налази одређује два скупа тачака:<br />

унутрашњост (унутрашњу област) и<br />

спољашњост (спољашњу област). Наводимо<br />

једноставан услов којим се одређује<br />

унутрашња област многоугаоне линије.<br />

Тачка O одговарајуће равни која не припада многоугаоној линији налази се у<br />

унутрашњој области, уколико свака полуправа те равни <strong>са</strong> почетком O, која не<br />

<strong>са</strong>држи ниједно теме многоугаоне линије, има непаран број <strong>за</strong>једничких тачака <strong>са</strong><br />

многоугоном линијом. У супротном, тачка O се налази у спољашњој области.<br />

шестоугао ABCDEF<br />

Многоугао је унија многоугаоне линије и унутрашње области коју она<br />

ограничава. Темена и странице многоугаоне линије представљају темена и<br />

странице одговарајућег многоугла.<br />

Ако многоугао има три, четири, пет ... темена (и исто толико страница), зовемо га<br />

редом троугао, четвороугао, петоугао ...<br />

Уопште, многоугао који има n темена и исто толико страница називамо n-тоуглом.<br />

5. Задатак<br />

Нацртај троугао и четвороугао тако да њихов пресек буде:<br />

1) тачка; 2) дуж; 3) троугао; 4) четвороугао; 5) петоугао.<br />

106<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Увод у геометрију<br />

Унутрашњи углови неког многоугла одређују критеријумом који је сличан оном <strong>за</strong><br />

одређивање унутрашњости многоугла.<br />

Угаона линија коју одређује неко теме T многоугла <strong>са</strong> себи суседним теменима<br />

дели раван у којој се налази многоугао на два угла α и α’. Од ова два угла,<br />

унутрашњи угао многоугла је онај <strong>за</strong> који важи: свака полуправа <strong>са</strong> почетком T<br />

која припада том углу и не <strong>са</strong>држи ниједно друго теме <strong>са</strong> многоуглом има непаран<br />

број тачака пресека, не рачунајући теме T.<br />

Унутрашње углове многоугла краће зовемо<br />

угловима многоугла.<br />

Такође, приликом означавања углова неког<br />

многоугла, често ћемо наводити <strong>са</strong>мо теме;<br />

на пример B.<br />

Дуж која спаја несуседна темена многоугла<br />

назива се дијагонала.<br />

На слици десно, прика<strong>за</strong>не су дијагонале<br />

многоугла које полазе из темена A.<br />

Ако је D n<br />

укупан број свих дијагонала n-тоугла, онда је D n<br />

=<br />

n(n – 3)<br />

.<br />

2<br />

теорема о броју дијагонала<br />

Доказ. Ако неки многоугао има n темена, тада је његовом сваком темену<br />

несуседно тачно n – 3 темена. Дакле, из сваког темена полазе n – 3 дијагонале.<br />

Производ n(n – 3) је два пута већи од укупног броја свих дијагонала, јер је свака<br />

дијагонала убројана два пута будући да <strong>са</strong>држи два темена. ■<br />

6.<br />

7.<br />

8.<br />

Задатак<br />

Одреди број дијагонала седмоугла и седамнаестоугла.<br />

Задатак<br />

Из сваког темена многоугла може се конструи<strong>са</strong>ти седам дијагонала. Колико<br />

темена, односно страница, има овакав многоугао? Одреди укупан број његових<br />

дијагонала.<br />

Задатак<br />

Број дијагонала многоугла је четири пута већи од броја његових страница. Колико<br />

темена има овај многоугао?<br />

3 ∙ (3 – 3)<br />

D 3<br />

= = 0<br />

2<br />

4 ∙ (4 – 3)<br />

D 4<br />

= = 2<br />

2<br />

5 ∙ (5 – 3)<br />

D 5<br />

= = 5<br />

2<br />

6 ∙ (6 – 3)<br />

D 6<br />

= = 9<br />

2<br />

...<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

107


4<br />

2<br />

1 57648 9<br />

A<br />

Б<br />

В<br />

Задаци<br />

Тачке, праве и равни. Односи припадања<br />

1. Дате су две равни α и β чији је пресек права c. Права q продире равни α и β у<br />

различитим тачкама A и B. C je произвољна тачка праве c.<br />

1) На основу датог текста нацртај слику.<br />

2) Које од следећих реченица, односно формула су последице датих<br />

претпоставки?<br />

• ρ(A, B, C) α = p(A, C)<br />

• Праве c и q су мимоилазне.<br />

• C q<br />

• Права q не припада ни равни α ни равни β.<br />

2. Која од следећих тврђења су увек тачна?<br />

1) Три различите тачке одређују <strong>са</strong>мо једну раван.<br />

2) Ако права продире две равни које се секу, онда она сече и <strong>за</strong>једничку праву те<br />

две равни.<br />

3) Уколико се сваке две од три дате равни секу, онда је непра<strong>за</strong>н пресек све три<br />

равни.<br />

4) Ако три равни имају <strong>за</strong>једничку тачку, онда постоји права која припада<br />

свакој од те три равни.<br />

3. Колико правих одређује скуп од n ≥ 3 тачака међу којима не постоје три<br />

колинеарне?<br />

4. Дат је скуп од шест тачака. Колико правих одређују ове тачке ако међу датим<br />

тачкама<br />

1) не постоје три колинеарне;<br />

2) постоји <strong>са</strong>мо један трочлани подскуп који чине колинеарне тачке;<br />

3) постоје тачно два дисјунктна трочлана подскупа које чине колинеарне тачке?<br />

5. Дат је скуп од n тачака, међу којима не постоји ниједна тројка колинеарних<br />

тачака. Колико тачака <strong>са</strong>држи тај скуп ако је број правих одређених тим тачкама<br />

пет пута већи од броја тачака?<br />

6. Дат је скуп од n тачака, међу којима не постоји тројка колинеарних тачака нити<br />

постоје четири тачке које су компланарне. Колико тачака има овај скуп ако је<br />

број равни одређених овим тачкама m пута већи од броја правих које одређују<br />

ове тачке?<br />

7. Дата је права a и тачка A која јој не припада. Докажи да све праве које <strong>са</strong>држе<br />

тачку A и секу праву a припадају равни одређеној тачком A и правом a.<br />

8. Нека су p, q и r три различите праве такве да се сваке две секу, али не постоји<br />

тачка која припада свим правама. Докажи да постоји јединствена раван која<br />

<strong>са</strong>држи ове три праве.<br />

108<br />

9. Нека су a и b мимоилазне праве и P тачка која им не припада. Ако је α раван<br />

одређена правом a и тачком P, a β раван одређена правом b и тачком P,<br />

докажи да је свака права која <strong>са</strong>држи P, а не припада ни равни α нити равни β,<br />

мимоилазна и <strong>са</strong> a и b.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Увод у геометрију<br />

Паралелност<br />

10. Нека је a π, b π и a b = {P}.<br />

Који од следећих иска<strong>за</strong> су тачни? Образложи одговоре.<br />

1) Постоји права c таква да је c π, c || a и c || b.<br />

2) Свака права равни π сече праву a или праву b.<br />

3) Свака права равни π сече праву a и праву b.<br />

A<br />

11. Који од следећих иска<strong>за</strong> су тачни? Образложи одговоре.<br />

1) За сваке две праве a и b постоји права p таква да је a || p и b || p.<br />

2) За сваке две праве a и b постоји права p таква да је a p = и b p = .<br />

12. Који од следећих иска<strong>за</strong> су тачни? Образложи одговоре.<br />

1) Сваке две равни које су паралелне трећој равни паралелне су и међу собом.<br />

2) Сваке две равни које су паралелне некој правој паралелне су и међу собом.<br />

13. Докажи да не постоји права која је паралелна <strong>са</strong> две мимоилазне праве.<br />

14. Нека су дате различите праве a и b које се секу. Докажи да свака права c која<br />

припада равни одређеној правама a и b сече бар једну од ове две праве.<br />

15. Нека су a и b праве које не припадају равни α и нека је a b = {P}. Ако је a || α и<br />

b || α, докажи да је и раван β одређена правама a и b паралелна <strong>са</strong> α.<br />

16. Нека су a и b различите праве које не припадају равни α и нека је a || b. Ако<br />

је a || α и b || α, да ли је и раван β одређена правама a и b паралелна <strong>са</strong> α?<br />

Образложи одговор.<br />

17. Нека су a и b мимоилазне праве и P тачка која не припада ниједној од њих.<br />

Докажи да постоји раван π која <strong>са</strong>држи P и паралелна је <strong>са</strong> правама a и b.<br />

Упутство. Уочи праве a’ и b’ кроз P такве да је a || a’, b || b’, као и раван<br />

одређену овим правама.<br />

Распоред тачака. Дуж, полуправа и полураван<br />

18. 1) Шта све може бити пресек две различите дужи?<br />

2) Када је унија две дужи дуж?<br />

19. Ако су A, B и C три тачке праве a такве да је A – B – C, који од следећих иска<strong>за</strong> је<br />

тачан?<br />

1) C AB; 2) C AB; 3) C BA; 4) AC = AB; 5) AB = AC;<br />

6) B BA CA; 7) BC CA; 8) AB AC CA.<br />

20. Ако су A, B и C три тачке праве a такве да је A – B – C, одреди:<br />

1) AB BC; 2) AC CA; 3) BC BA;<br />

4) AB BC; 5) AC CA; 6) CA AB.<br />

В<br />

A<br />

Са PQ означавамо<br />

полуправу чији је<br />

почетак тачка P и која<br />

<strong>са</strong>држи тачку Q.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

109


4<br />

2<br />

1 57648 9<br />

21. Који од наведених иска<strong>за</strong> су тачни? Образложи одговоре.<br />

1) Ако две полуправе једне равни немају <strong>за</strong>једничке тачке, онда се оне налазе<br />

на паралелним правама.<br />

2) Ако се две полуправе налазе на различитим паралелним правама, онда оне<br />

немају <strong>за</strong>једничке тачке.<br />

22. 1) Шта све може бити пресек две различите полуправе?<br />

2) Да ли <strong>за</strong> две полуправе увек постоји једна раван која их <strong>са</strong>држи?<br />

23. Шта све може бити пресек две полуравни које не припадају истој равни?<br />

В<br />

24. Нека су Aa и Bb две полуправе <strong>са</strong> различитим почетним тачкама (A ≠ B) и нека<br />

је p права одређена тачкама A и B. Докажи да је Aa Bb = p акко A Bb и<br />

B Aa. (Другим речима, докажи да је унија две полуправе <strong>са</strong> различитим<br />

почетним тачкама права ако и <strong>са</strong>мо ако свака од полуправих <strong>са</strong>држи почетак<br />

оне друге.)<br />

25. У истој равни су дате права p и полуправа Aa. Ако права p <strong>са</strong>држи почетну<br />

тачку A полуправе Aa и не <strong>са</strong>држи ниједну другу тачку ове полуправе, докажи<br />

да полуправа Aa припада једној од полуравни које одређује права p.<br />

26. У истој равни дате су дуж AB и права p. Ако A p и B p, докажи да дуж AB<br />

припада једној од полуравни које одређује права p.<br />

A<br />

Б<br />

Важне геометријске фигуре. Угао и многоугао<br />

27. Нацртај два угла тако да њихов пресек буде:<br />

1) конвек<strong>са</strong>н четвороугао; 2) троугао; 3) конвек<strong>са</strong>н угао;<br />

4) полуправа; 5) дуж; 6) ниједна од наведених фигура.<br />

28. Када је унија два угла такође угао? Да ли унија два конвексна угла може бити<br />

неконвек<strong>са</strong>н угао?<br />

29. Нацртај два троугла тако да њихов пресек буде:<br />

1) троугао; 2) четвороугао; 3) петоугао; 4) шестоугао.<br />

30. Колико троуглова одређује скуп n тачака међу којима не постоје три које су<br />

колинеарне?<br />

31. Колико темена има многоугао који има 4 850 дијагонала? Да ли постоји<br />

многоугао који има 100 дијагонала?<br />

110<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Размере и пропорције (112)<br />

ПРОПОРЦИОНАЛНОСТ<br />

А Појам размере и пропорције; основна особина пропорција; продужена<br />

пропорција (112)<br />

Б Основне особине продужених пропорција (115)<br />

Директна и обрнута пропорционалност (116)<br />

А Директно и обрнуто пропорционалне величине; примери и<br />

график (116)<br />

Примене пропорција (119)<br />

А Прост сразмерни рачун; сложен сразмерни рачун; проценти и<br />

промили; рачун мешања; каматни рачун (проста и сложена каматна<br />

формула) (119)<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


A<br />

Размере и пропорције<br />

Пример 1.<br />

дефиниција<br />

Цене различитих паковања воде једног истог произвођача дате су у следећој<br />

табели.<br />

Количина 0,5 l 1,5 l 5 l<br />

Цена 24 дин 35 дин 86 дин<br />

За које се паковање треба определити ако нам је потребно 10 l воде?<br />

Најповољнију куповину одређује однос количине и цене:<br />

0,5 1,5<br />

≈ 0,021,<br />

24 35 ≈ 0,043, 5<br />

86 ≈ 0,058.<br />

Наравно, већи однос (количине воде <strong>за</strong> 1 динар) је повољнији <strong>за</strong> купца. <br />

Размера два броја различита од нуле јесте количник та два броја.<br />

Ако је и a ≠ 0 и b ≠ 0, онда размеру бројева a и b означавамо a : b или a b .<br />

Пример 2.<br />

Размером се изражава однос међу валутама различитих земаља.<br />

Тако, крајем новембра 2010. године, однос USD : EUR ($/€) је био 1,35. То значи да<br />

смо <strong>за</strong> 1 евро добијали 1 долар и 35 центи, али и да смо <strong>за</strong> 100 евра, добијали 135<br />

долара. Уопште, сумe новца од D $ и E € вреде подједнако ако су бројеви D и E у<br />

размери 1,35, тј. ако је D : E = 1,35.<br />

Примењујући једноставне алгебарске <strong>за</strong>конитости, лако претварамо новац из<br />

једне валуте у другу.<br />

Колико долара<br />

вреди 10 €?<br />

D : 10 = 1,35<br />

D = 10 . 1,35<br />

D = 13,5<br />

Колико евра<br />

вреди 200 $?<br />

200 : E = 1,35<br />

E = 200 : 1,35<br />

E ≈ 148,15<br />

Колико евра<br />

вреди 1 $?<br />

1 : E = 1,35<br />

1<br />

E =<br />

1,35<br />

E ≈ 0,74<br />

1. Задатак<br />

У истом периоду као у претходном примеру, односи евра <strong>са</strong> осталим<br />

водећим светским валутама (британска фунта, јапански јен, швајцарски<br />

франак и аустралијски долар) били су:<br />

<br />

112<br />

GBP : EUR (£/€) 0,85<br />

JPY : EUR (¥/€) 111,26<br />

CHF : EUR 1,33<br />

EUR : AUD 1,37<br />

1) Колико евра вреди као 100¥?<br />

3) Колико британских фунти вреди као 100¥?<br />

2) Колики је однос GBP : JPY?<br />

4) Колико је однос CHF : AUD?<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Пропорционалност<br />

Према дефиницији, постоји бесконачно много<br />

парова бројева чија је размера иста, тј. чији је<br />

количник исти.<br />

Ако су једнако вредне<br />

сумe од D$ и E€ и<br />

суме од X$ и Y€, онда је<br />

D<br />

E = X Y .<br />

Ако је размера два броја a и b једнака размери бројева c и d, тј. ако је<br />

a : b = c : d, односно, a b = c d ,<br />

кажемо да су ови парови пропорционални. Дату једнакост називамо<br />

пропорцијом.<br />

дефиниција<br />

Пример 3.<br />

Ако пар бројева a и b образује пропорцију <strong>са</strong> паром c и d, и ако су позната<br />

три броја, четврти се једноставно одређује на основу познатих алгебарских<br />

<strong>за</strong>конитости.<br />

7<br />

6 : x = 1 7 : 1 3<br />

7<br />

6 : x = 3 7<br />

x = 7 6 : 3 7 = 49<br />

18<br />

0,12 : 0,4 = x : 0,01<br />

0,3 = x : 0,01<br />

x = 0,3 . 0,01 = 0,003<br />

Наредна теорема као и <strong>за</strong>датак наведен после ње дају особине пропoрција које су<br />

веома корисне.<br />

<br />

a<br />

b<br />

a<br />

b<br />

=<br />

x<br />

d<br />

=<br />

c<br />

x<br />

Ако су a, b, c и d реални бројеви, сви различити од нуле, тада је<br />

a : b = c : d акко a . d = b . c.<br />

основна особина пропорција<br />

Доказ. Једнакост a : b = c : d <strong>за</strong>пи<strong>са</strong>ћемо у облику a b = c . Ако обе стране ове<br />

d<br />

једнакости помножимо <strong>са</strong> bd, добијамо a b . (bd) = c d . (bd),<br />

одакле следи (након скраћивања) да је ad = bc.<br />

Такође, ако обе стране једнакости ad = bc поделимо <strong>са</strong> bd, добијамо ad<br />

bd = bc<br />

db ,<br />

односно, a b = c d . ■<br />

спољашњи<br />

2.<br />

чланови<br />

Задатак<br />

Нека су a, b, c и d бројеви различити од нуле.<br />

Докажи да је једнакост a : b = c : d еквивалентна свакој од следећих једнакости:<br />

1) b : a = d : c;<br />

2) a : c = b : d; (Унутрашњи чланови пропорције могу <strong>за</strong>менити места.)<br />

3) d : b = c : a; (Спољашњи чланови пропорције могу <strong>за</strong>менити места.)<br />

4) ak : bk = c : d, <strong>за</strong> сваки број k различит од нуле;<br />

5) ak : b = ck : d, <strong>за</strong> сваки број k различит од нуле.<br />

a : b = c : d<br />

a<br />

b = c d<br />

ad = bc<br />

унутрашњи<br />

чланови<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

113


5<br />

2<br />

1 57648 9<br />

дефиниција<br />

Једнакости три и више размера називамо продуженом пропорцијом. Ако су<br />

размере a : b, c : d и e : f међусобно једнаке, онда једнакости a : b = c : d = e : f,<br />

односно, a b = c d = e , представљају продужену пропорцију три дате размере.<br />

f<br />

За продужену пропорцију a : b = c : d = e : f користи се и следећи <strong>за</strong>пис<br />

a : c : e = b : d : f, при чему две тачке у последњем <strong>за</strong>пису не представљају знак<br />

<strong>за</strong> дељење већ се користе <strong>са</strong>мо да би раздвојиле „прве” („горње”) од „других”<br />

(„доњих”) чланова размера које образују дату продужену пропорцију.<br />

Формирање<br />

продужене пропорције<br />

од обичних<br />

пропорција<br />

Пример 4.<br />

Образујмо продужену пропорцију од: a : b = 2 : 3, b : c = 4 : 5 и c : d = 6 : 7.<br />

Прецизније, одредимо чему је једнако a : b : c : d.<br />

Из прве две пропорције добијамо једнакости a 2 = b 3 и b 4 = c 5 .<br />

Да бисмо ове једнакости „пове<strong>за</strong>ли”, потребно је изједначити одговарајуће стране<br />

једнакости у којима се појављује иста променљива.<br />

Множењем именилаца обе стране прве једнакости <strong>са</strong> 4 и множењем именилаца<br />

обе стране друге једнакости <strong>са</strong> 3, добијамо a 8 = b 12 и b 12 = c<br />

15 .<br />

Дакле, a : b : c = 8 : 12 : 15. Сада је потребно ову продужену пропорцију у<strong>са</strong>гласити<br />

<strong>са</strong> c : d = 6 : 7, тј. <strong>са</strong> c 6 = d 7 .<br />

a<br />

Из<br />

8 ∙ 2 = b<br />

12 ∙ 2 = c<br />

15 ∙ 2 и c<br />

6 ∙ 5 = d<br />

добијамо да је a : b : c : d = 16 : 24 : 30 : 35. <br />

7 ∙ 5<br />

3. Задатак<br />

Одреди a : b : c : d ако је a : b = 7 : 2, b : c = 3 : 4 и d : a = 4 : 3.<br />

Збир углова у<br />

троуглу једнак је<br />

180°.<br />

Пример 5.<br />

Одредимо углoве α, β и γ неког троугла<br />

ако је α : β : γ = 2 : 3 : 4. На основу дате<br />

продужене пропорције <strong>за</strong>кључујемо да је<br />

α<br />

2 = β 3 = γ 4 = k,<br />

<strong>за</strong> неко k, па је α = 2k, β = 3k, γ = 4k. Како је<br />

α + β + γ = 180°, добијамо да је<br />

2k + 3k + 4k = 180°, тј. 9k = 180°. Дакле, k = 20°,<br />

па је α = 2k = 40°, β = 3k = 60° и γ = 4k = 80°. <br />

При раду <strong>са</strong> продуженим<br />

пропорцијама корисно је<br />

увести ознаку <strong>за</strong> број<br />

коме су једнаке све размере<br />

које образују ту продужену<br />

пропорцију.<br />

4. Задатак<br />

Одреди бројеве x, y и z ако је x : y : z = 3 : 2 : 5 и 2x + 5y + 3z = 124.<br />

114<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Б<br />

5. Задатак<br />

Ако је a : b = k : l и c : d = m : n, да ли је онда a : b : c : d = k : l : m : n? Образложи<br />

одговор.<br />

Уопште, ако је n неки природан број, а a 1<br />

и b 1<br />

, a 2<br />

и b 2<br />

, ..., a n<br />

и b n<br />

парови бројева чије<br />

су размере међусобно једнаке a 1<br />

: b 1<br />

= a 2<br />

: b 2<br />

= ... = a n<br />

: b n<br />

, онда пишемо<br />

a 1<br />

: a 2<br />

: ... : a n<br />

= b 1<br />

: b 2<br />

: ... : b n<br />

.<br />

Нека су a 1<br />

, a 2<br />

, ..., a n<br />

и b 1<br />

, b 2<br />

, ..., b n<br />

реални бројеви, сви различити од нуле, такви да је<br />

a 1<br />

: a 2<br />

: ... : a n<br />

= b 1<br />

: b 2<br />

: ... : b n<br />

. Тада је<br />

k 1<br />

a 1<br />

+ k 2<br />

a 2<br />

+ ... + k n<br />

a n<br />

= a 1<br />

= a 2<br />

= ... = a n<br />

k 1<br />

b 1<br />

+ k 2<br />

b 2<br />

+ ... + k n<br />

b n<br />

b 1<br />

b 2<br />

b n<br />

<strong>за</strong> било које бројеве k 1<br />

, k 2<br />

, ..., k n<br />

такве да су оба члана прве размере<br />

различита од нуле.<br />

теорема<br />

Доказ.<br />

Нека је k број такав да је a 1<br />

b 1<br />

= a 2<br />

b 2<br />

= ... = a n<br />

b n<br />

= k.<br />

Тада је a 1<br />

= kb 1<br />

, a 2<br />

= kb 2<br />

, ..., a n<br />

= kb n<br />

, па је<br />

k 1<br />

a 1<br />

+ k 2<br />

a 2<br />

+ ... + k n<br />

a n<br />

= k 1kb 1<br />

+ k 2<br />

kb 2<br />

+ ... + k n<br />

kb n<br />

= k(k 1b 1<br />

+ k 2<br />

b 2<br />

+ ... + k n<br />

b n<br />

)<br />

= k,<br />

k 1<br />

b 1<br />

+ k 2<br />

b 2<br />

+ ... + k n<br />

b n<br />

k 1<br />

b 1<br />

+ k 2<br />

b 2<br />

+ ... + k n<br />

b n<br />

k 1<br />

b 1<br />

+ k 2<br />

b 2<br />

+ ... + k n<br />

b n<br />

Збир облика<br />

k 1<br />

a 1<br />

+ k 2<br />

a 2<br />

+ ... + k n<br />

a n<br />

назива се линеарна<br />

комбинација<br />

бројева a 1<br />

, a 2<br />

, ..., a n<br />

.<br />

чиме је тврђење дока<strong>за</strong>но. ■<br />

Ова теорема има бројне последице. На пример, ако је a : b = c : d, онда је<br />

(a + c) : (b + d) = a : b, под условом да је b + d ≠ 0;<br />

(a – c) : (b – d) = a : b, под условом да је b – d ≠ 0;<br />

(2a – 3c) : (2b – 3d) = a : b, под условом да је 2b – 3d ≠ 0; итд.<br />

6. Задатак<br />

Нека су a 1<br />

, a 2<br />

, ..., a n<br />

и b 1<br />

, b 2<br />

, ..., b n<br />

реални бројеви, сви различити од нуле, такви<br />

да је a 1<br />

: a 2<br />

: ... : a n<br />

= b 1<br />

: b 2<br />

: ... : b n<br />

. Докажи да је<br />

k 1<br />

a 1<br />

+ k 2<br />

a 2<br />

+ ... + k n<br />

a n<br />

= l 1a 1<br />

+ l 2<br />

a 2<br />

+ ... + l n<br />

a n<br />

k 1<br />

b 1<br />

+ k 2<br />

b 2<br />

+ ... + k n<br />

b n<br />

l 1<br />

b 1<br />

+ l 2<br />

b 2<br />

+ ... + l n<br />

b n<br />

<strong>за</strong> било које бројеве k 1<br />

, k 2<br />

, ...,k n<br />

, l 1<br />

, l 2<br />

, ..., l n<br />

такве да су бројеви који образују<br />

пропорцију различити од нуле.<br />

Пропорције су <strong>за</strong>узимале централно место у старогрчкој математици. Између<br />

осталог, древни математичари (Платон, Еудокс, Питагора итд.) проучавали су<br />

и пропорције облика<br />

c – a<br />

c – b = b a .<br />

1. Одреди неколико тројки бројева (a, b, c) које <strong>за</strong>довољавају дату пропорцију.<br />

2. Занимљиво је да свака три у<strong>за</strong>стопна члана a, b, c ни<strong>за</strong> 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34…<br />

<strong>за</strong>довољавају дату пропорцију. Зашто?<br />

Низ бројева чији<br />

је сваки члан,<br />

почев од трећег,<br />

збир претходна<br />

два члана назива<br />

се Фибоначијев<br />

низ: 1, 1, 2, 3, 5, 8,<br />

13, 21, 34, 55, 89,…<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

115


A<br />

Директно<br />

пропорционалне<br />

величине<br />

X x 1<br />

x 2<br />

x 3<br />

...<br />

Y y 1<br />

y 2<br />

y 3<br />

...<br />

x 1<br />

= x 2<br />

= x 3<br />

= k<br />

y 1<br />

y 2<br />

y 3<br />

x<br />

y = x ∙ a<br />

y ∙ a = x : a<br />

y : a<br />

Директна и обрнута пропорционалност<br />

Директна и обрнута пропорционалност представљају најједноставније врсте<br />

<strong>за</strong>висности међу променљивим величинама. У овом одељку посматраћемо<br />

искључиво величине чије су вредности увек позитивне.<br />

Две <strong>за</strong>висне величине су директно пропорционалне ако је количник<br />

одговарајућих вредности сталан, тј. константан. Ова константа се назива<br />

коефицијент директне пропорционалности.<br />

Није тешко <strong>за</strong>кључити да уколико су две променљиве величине директно<br />

пропорционалне, онда се истовремено обе повећавају, односно смањују исти број<br />

пута.<br />

Пример 1.<br />

Следеће <strong>за</strong>висне величине су директно пропорционалне:<br />

• сума новца и количина робе (исте врсте) – константна размера ове две величине<br />

је цена;<br />

• пређени пут и протекло време при равномерном кретању – константна размера<br />

ове две величине назива се брзина;<br />

• ма<strong>са</strong> и <strong>за</strong>премина тела <strong>са</strong>чињених од истог материјала – константна размера ове<br />

две величине је густина материјала.<br />

Размотримо детаљније последњи пример.<br />

V 1<br />

= 1 dm 3 V 2<br />

= 0,125 dm 3 V 3<br />

= 8 dm 3<br />

1 dm<br />

0,5 dm<br />

2 dm<br />

116<br />

Ако <strong>за</strong> неколико коцки направљених<br />

од истог материјала у првом квадранту<br />

координатног система (јер су масе и<br />

<strong>за</strong>премине позитивне) нацртамо тачке<br />

чије су прве координате <strong>за</strong>премине, а<br />

друге координате одговарајуће масе,<br />

уочићемо да све оне припадају једној<br />

правој.<br />

Спајање добијених тачака одговара<br />

<strong>за</strong>кону физике: <strong>за</strong> сва тела направљена<br />

од истог материјала размера масе и<br />

<strong>за</strong>премине је константна. <br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Пропорционалност<br />

1. Задатак<br />

У координатном систему прикажи график <strong>за</strong>висности пређеног пута од протеклог<br />

времена при равномерном кретању брзином од 2 m/s.<br />

Упутство. Осе именовати <strong>са</strong> s (у метрима) и t (у секундама).<br />

Уколико две директно пропорционалне величине меримо различитим јединицама<br />

мере, онда се коефицијент пропорционалности именује одговарајућом изведеном<br />

јединицом мере која представља количник јединица мере којима су мерене<br />

полазне величине.<br />

Изведене јединице мере<br />

X Y k = Y/X<br />

V – <strong>за</strong>премина у m 3<br />

(кубним метрима)<br />

V – <strong>за</strong>премина у cm 3<br />

(кубним центиметрима)<br />

s – пређени пут у m<br />

(метрима)<br />

s – пређени пут у km<br />

(километрима)<br />

K – количина робе у kg<br />

(килограмима)<br />

K – количина робе у l<br />

(литрима)<br />

m – ма<strong>са</strong> у kg<br />

(килограмима)<br />

ρ = m/V – густина у kg/m 3<br />

m – ма<strong>са</strong> у g (грамима) ρ = m/V – густина у g/cm 3<br />

t – време у s (секундама)<br />

t – време у h (<strong>са</strong>тима)<br />

P – вредност робе у дин.<br />

(динарима)<br />

P – вредност робе у $<br />

(доларима)<br />

v = s/t – равномерна<br />

брзина у m/s<br />

v = s/t – равномерна<br />

брзина у km/h<br />

c = P/K – цена у дин./kg<br />

c = P/K – цена у $/l<br />

1 kg<br />

m = 1000 g<br />

3 1000000 cm 3<br />

g<br />

= 0,001<br />

cm 3<br />

1 km h = 1000 m<br />

3600 s<br />

1 m s =<br />

0,28 m s<br />

= 3,6 km h<br />

Пример 2.<br />

Брзина аутомобила је 90 km/h. Одредимо његову брзину у метрима у минуту<br />

(m/min).<br />

90 km h<br />

= 90 ∙<br />

1000 m<br />

60 min = 1500 m<br />

min <br />

Две <strong>за</strong>висне величине су обрнуто пропорционалне ако је производ одговарајућих<br />

вредности сталан, тј. константан. Ова константа се назива коефицијент обрнуте<br />

пропорционалности.<br />

Дакле, ако су две променљиве величине обрнуто пропорционалне, при повећању<br />

једне од њих одређен број пута, друга величина се толико пута смањује.<br />

Обрнуто<br />

пропорционалне<br />

величине<br />

X x 1<br />

x 2<br />

x 3<br />

...<br />

Y y 1<br />

y 2<br />

y 3<br />

...<br />

2<br />

3 ∙ 2 = 6<br />

3<br />

1<br />

6 ∙ 1 = 6<br />

6<br />

4<br />

1,5 ∙ 4 = 6<br />

1,5<br />

x 1<br />

∙ y 1<br />

= x 2<br />

∙ y 2<br />

= x 3<br />

∙ y 3<br />

= k<br />

x ∙ y = (x ∙ a) ∙ (y : a)<br />

= (x : a) ∙ (y ∙ a)<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

117


5<br />

2<br />

1 57648 9<br />

Пример 3.<br />

Време потребно да се обави неки по<strong>са</strong>о и број радника који су ангажовани на<br />

том послу представљају најједноставнији пример две обрнуто пропорционалне<br />

величине (наравно, под претпоставком да сви радници раде истом брзином).<br />

Ако 2 радника обаве неки по<strong>са</strong>о <strong>за</strong> 4 <strong>са</strong>та, онда ће 1 радник тај исти по<strong>са</strong>о обавити<br />

<strong>за</strong> 8 <strong>са</strong>ти, док ће 4 радника по<strong>са</strong>о <strong>за</strong>вршити <strong>за</strong> 2 <strong>са</strong>та.<br />

Број радника n 2 1 4 8<br />

Време t 4h 8h 2h 1h<br />

Зависност између n и t изражавамо формулом: n ∙ t = 8.<br />

За које време ће 3 радника обавити по<strong>са</strong>о?<br />

Ако у претходној формули n <strong>за</strong>менимо <strong>са</strong> 3, добијамо 3 ∙ t = 8, одакле следи да је<br />

t = 2,666… = 2 2 , односно, да ће по<strong>са</strong>о бити обављен <strong>за</strong> 2 <strong>са</strong>та и 40 минута.<br />

3<br />

Колико радника треба ангажовати да би по<strong>са</strong>о био обављен <strong>за</strong> 3 <strong>са</strong>та?<br />

Сада t треба <strong>за</strong>менити <strong>са</strong> 3, што нас доводи до једначине n ∙ 3 = 8, чије је решење n<br />

= 2,666… = 2,(6). Овога пута морамо пажљиво тумачити добијени резултат будући<br />

да решење проблема треба да буде природан број. Одговор на постављено питање<br />

гласи: да би по<strong>са</strong>о био обављен <strong>за</strong> 3 <strong>са</strong>та, потребно је ангaжовати најмање 3<br />

радника и по<strong>са</strong>о ће бити обављен пре <strong>за</strong>хтеваног рока. <br />

Пример 4.<br />

Зависност облика<br />

y = k , x R \ {0}, где<br />

x<br />

је k неки фиксиран<br />

реалан број различит<br />

од нуле, представља<br />

уопштење обрнуте<br />

пропорционалности.<br />

График ове <strong>за</strong>висности<br />

је хипербола коју чине<br />

две гране.<br />

Запремине тела чијe су масe 1 kg обрнуто су пропорционалне густини материјала<br />

од којих су направљена, јер је производ <strong>за</strong>премине тела и густине материјала<br />

константан и износи 1 kg.<br />

Једноставно је формирати табелу од неколико парова одговарајућих вредности.<br />

V у m 3 V 1<br />

= 0,5 V 2<br />

= 1 V 3<br />

= 0,4<br />

ρ у kg/m 3 ρ 1<br />

= 2 ρ 2<br />

= 1 ρ 3<br />

= 2,5<br />

Како изгледа график <strong>за</strong>висности наслућујемо цртањем неколико тачака у<br />

координатном систему, чије су координате парови одговарајућих вредности.<br />

y = k x<br />

Крива <strong>за</strong>висности две обрнуто пропорционалне величине које узимају <strong>са</strong>мо<br />

позитивне вредности представља једну грану хиперболе. <br />

118<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Примене пропорција<br />

А<br />

Задаци у којима се појављују две (директно или обрнуто) пропорционалне<br />

величине углавном се решавају применом пропорција. Специјално, ако је дат<br />

један пар одговарајућих вредности (x 1<br />

,y 1<br />

) неке две пропорционалне величине и<br />

нека друга вредност <strong>са</strong>мо једне од посматраних величина, на пример x 2<br />

, онда се<br />

једноставно одређује и одговарајућа вредност y 2<br />

друге величине. Дати подаци<br />

се приказују у табели, при чему се директна пропорционалност означава паром<br />

стрелица истог смера, док се обрнута пропорционалност означава паром<br />

супротно усмерених стрелица. Поштујући постављене стрелице, једноставно се<br />

формира одговарајућа пропорција из које се одређује непознати члан.<br />

Пример 1.<br />

Прост сразмерни<br />

рачун<br />

(x 1<br />

∙ y 1<br />

= x 2<br />

∙ y 2<br />

)<br />

70<br />

50 = 14 ; x = 10 kg. <br />

x<br />

2<br />

3 = x<br />

12 ; x = 8 дана. <br />

Ако се сушењем 70 kg свежег грожђа добија 14 kg сувог, колико ће се килограма<br />

сувог грожђа добити сушењем 50 kg свежег?<br />

Пример 2.<br />

x 1<br />

x 2<br />

= y 1<br />

y 2<br />

x 1<br />

x 2<br />

= y 2<br />

y 1<br />

x 1<br />

y 1<br />

= x 2<br />

y 2<br />

Ако је неко, читајући два <strong>са</strong>та дневно, прочитао једну књигу <strong>за</strong> 12 дана, <strong>за</strong> колико<br />

би дана прочитао књигу да је читао три <strong>са</strong>та дневно?<br />

1.<br />

2.<br />

Задатак<br />

За 15 <strong>са</strong>ти непрекидног рада четири славине (из којих вода истиче истом брзином)<br />

напуне базен. За колико <strong>са</strong>ти ће бити напуњен базен ако га пуни шест славина (из<br />

сваке истом брзином истиче вода као у претходном случају)?<br />

Задатак<br />

За 12 палачинки потребно је 200 грама брашна. Колико брашна је потребно <strong>за</strong> 30<br />

палачинки?<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

119


5<br />

2<br />

1 57648 9<br />

Пример 3.<br />

Три машине <strong>за</strong> 10 дана, радећи 6 <strong>са</strong>ти дневно, <strong>за</strong>пакују 9 000 пакета неког<br />

производа. За колико дана ће 4 машине <strong>за</strong>паковати 11 200 пакета радећи 8 <strong>са</strong>ти<br />

дневно?<br />

Размишљамо као у претходном примеру :<br />

3 машине <strong>за</strong> 10 дана, радећи 6 <strong>са</strong>ти дневно, <strong>за</strong>пакују 9 000 пакета,<br />

1 машина <strong>за</strong> 10 дана, радећи 6 <strong>са</strong>ти дневно, <strong>за</strong>пакује 3 000 пакета,<br />

1 машина <strong>за</strong> 1 дан, радећи 6 <strong>са</strong>ти дневно, <strong>за</strong>пакује 300 пакета,<br />

1 машинa <strong>за</strong> 1 дан, радећи 1 <strong>са</strong>т дневно, <strong>за</strong>пакује 50 пакета,<br />

– – – – – – – – – – – – – – – – – –<br />

1 машина <strong>за</strong> 1 дан, радећи 8 <strong>са</strong>ти дневно, <strong>за</strong>пакује 400 пакета,<br />

4 машине <strong>за</strong> 1 дан, радећи 8 <strong>са</strong>ти дневно, <strong>за</strong>пакују 1 600 пакета.<br />

Како је 11 200 : 1 600 = 7, <strong>за</strong>кључујемо да:<br />

4 машине <strong>за</strong> 7 дана, радећи 8 <strong>са</strong>ти дневно, <strong>за</strong>пакују 11 200 пакета.<br />

Постављени <strong>за</strong>датак можемо решавати и на основу следеће шеме.<br />

Повећавањем броја дана <strong>за</strong><br />

неки по<strong>са</strong>о, смањује се број<br />

радних <strong>са</strong>ти по дану.<br />

Повећавањем броја дана <strong>за</strong><br />

неки по<strong>са</strong>о, повећава се и<br />

број <strong>за</strong>пакованих пакета.<br />

Повећавањем броја дана <strong>за</strong><br />

неки по<strong>са</strong>о, смањује се број<br />

машина које треба да раде.<br />

x<br />

d = a 2<br />

a 1<br />

∙ b 2<br />

b 1<br />

∙ c 1<br />

c 2<br />

∙ e 1<br />

e 2<br />

Слично као у примеру 3, добијамо да је<br />

x = 10 ∙ 3 4 ∙ 6 11 200<br />

∙<br />

8 9 000 = 7. <br />

Други начин решавања <strong>за</strong>датка из претходног примера је уобичајен и чине га два<br />

основна корака:<br />

1. прво треба утврдити да ли је величина чија је једна вредност непозната<br />

директно или обрнуто пропорционална <strong>са</strong> сваком другом величином<br />

појединачно,<br />

2. а <strong>за</strong>тим формирати одговарајућу пропорцију и наћи непознати члан.<br />

120<br />

3. Задатак<br />

Три машине <strong>за</strong> 10 дана, радећи 6 <strong>са</strong>ти дневно, <strong>за</strong>пакују 9 000 пакета неког<br />

производа.<br />

1) Колико пакета ће бити <strong>за</strong>паковано ако 3 машине раде 7 дана по 4 <strong>са</strong>та дневно?<br />

2) Колико <strong>са</strong>ти дневно треба да раде 2 машине да би <strong>за</strong> 10 дана <strong>за</strong>паковале 10 000<br />

пакета?<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Пропорционалност<br />

Проценти и промили су <strong>за</strong>писи бројева<br />

који су посебно погодни у разним<br />

практичним ситуацијама. Процентима<br />

се броје стоти делови неке величине, док<br />

се промилима броје хиљадити делови.<br />

p<br />

p% =<br />

100 , p‰ = p<br />

1000 .<br />

У суштини, рачун <strong>са</strong> процентима или<br />

промилима представља уобичајен рачун<br />

<strong>са</strong> разломцима <strong>за</strong>пи<strong>са</strong>ним у посебном<br />

облику.<br />

1<br />

1% =<br />

100<br />

2<br />

2% =<br />

100 = 1 50<br />

20<br />

20% =<br />

100 = 1 5<br />

50<br />

50% =<br />

100 = 1 2<br />

100% = 100<br />

1000<br />

= 1 1000‰ =<br />

100<br />

1<br />

Проценти<br />

1‰ =<br />

и<br />

1000 промили<br />

2<br />

2‰ =<br />

1000 = 1<br />

500<br />

20<br />

20‰ =<br />

1000 = 1 50<br />

500<br />

500‰ =<br />

1000 = 1 2<br />

1000 = 1<br />

лат. per centum = од<br />

(кроз) сто<br />

лат. pro mille = од<br />

(кроз) хиљаду<br />

Пример 4.<br />

Приметимо да су формулације наредна два <strong>за</strong>датка исте.<br />

Цена једног производа је<br />

снижена <strong>за</strong> 20% и <strong>са</strong>да износи<br />

2 450 динара. Колика је била<br />

цена робе пре појефтињења?<br />

Ако <strong>са</strong> x означимо цену пре појефтињења, добијамо да је<br />

или еквивалентно<br />

Цена једног производа је<br />

снижена <strong>за</strong> петину и <strong>са</strong>да износи<br />

2 450 динара. Колика је била<br />

цена робе пре појефтињења?<br />

x – 20%x = 2 450, односно, x – 1 5 x = 2 450,<br />

80%x = 2 450, односно, 4 5 x = 2 450.<br />

Ако је размера целине<br />

G и дела P једнака p%,<br />

онда је<br />

G : P = 100 : p<br />

или<br />

G : 100 = P : p .<br />

Ако је размера целине<br />

G и дела P једнака p‰,<br />

онда је<br />

G : P = 1000 : p.<br />

Из последње једнакости имамо да је x = 3 062,5 динара. <br />

Пример 5.<br />

Најпознатија употреба промила је приликом изражавања количине алкохола у<br />

крви. Наиме, количина алкохола у грамима по кубном центиметру крви изражава<br />

се промилима. На пример, ако неко има 0,3‰ алкохола у крви, то значи да има 0,3<br />

грама на 1000 кубних центиметара крви. Горња граница издржљивости људског<br />

организма је између 4‰ и 5‰. При овим кoличинама алкохола у крви наступа<br />

кома па чак и смрт.<br />

Промилима се изражава и <strong>са</strong>линитет мора, тј. количина соли у грамима по<br />

килограму морске воде; <strong>са</strong>линитет од 1‰ значи да један килограм (хиљаду грама)<br />

морске воде <strong>са</strong>држи један грам соли.<br />

Салинитет Средозменог мора је 38‰. Најсланије море је Мртво море чији<br />

<strong>са</strong>линитет прелази 30%, тј. 300‰, што је око десет пута више од просечног<br />

<strong>са</strong>линитета мора. Због овако велике концентрације соли, живот у Мртвом мору не<br />

постоји. <br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

121


5<br />

2<br />

1 57648 9<br />

Заступљеност АБО крвних група у Србији је следећа:<br />

• А – 41,8%,<br />

• О – 34,9%,<br />

• Б – 16,2%,<br />

• АБ – 7,1%.<br />

Да бисмо <strong>за</strong>ступљеност крвних група у Србији сликовитије прика<strong>за</strong>ли, користимо<br />

такозване кружне дијаграме (слика лево). Ове дијаграме добијамо тако што круг<br />

изделимо на кружне исечке тако да размера површине исечка и површине круга<br />

буде иста као размера одговарајуће групе људи и целе популације. Да бисмо<br />

то постигли, довољно је пун угао поделити на централне углове одговарајуће<br />

величине:<br />

41,8% ∙ 360° = 150,48°<br />

34,9% ∙ 360° = 125,64°<br />

16,2% ∙ 360° = 58,32°<br />

7,1% ∙ 360° = 25,56°. <br />

4.<br />

Пример 6.<br />

Задатак<br />

Поред поделе АБО крвних група, узима се у обзир и такозвани резус-фактор (Rh-<br />

-фактор). Сви људи се деле на Rh+ (РХ-позитивне) и Rh– (РХ-негативне), па свака<br />

AБO крвна група има две подгрупе: A– , A+ , O– , O+ , Б– , Б+ , AБ– , AБ+ . Крвна<br />

група O– је универ<strong>за</strong>лни давалац крви и у Србији има приближно 5,5% људи ову<br />

крвну групу. Узимајући у обзир податке из претходног примера, процени колико<br />

процената људи у Србији, који имају О крвну групу, има негативан Rh-фактор, а<br />

колико позитиван.<br />

Пример 7.<br />

Цена једног производа је у две продавнице била иста, 520 динара. Онда је у једној<br />

продавници цена најпре снижена <strong>за</strong> 15%, a <strong>за</strong>тим <strong>за</strong> 10%, а у другој продавници<br />

је <strong>са</strong>мо једанпут снижена <strong>за</strong> 25%. У којој продавници је <strong>са</strong>да овај производ<br />

јефтинији?<br />

Нова цена после<br />

повећавања, односно,<br />

снижавања цене x <strong>за</strong><br />

p% једнака је<br />

x ± p% ∙ x = (100 ± p)% ∙ x<br />

Прва продавница<br />

Снижење 15%<br />

15% ∙ 520 = 78<br />

520 – 78 = 442<br />

Снижење 10%<br />

10% ∙ 442 = 44,2<br />

442 – 44,2 = 397,8<br />

Друга продавница<br />

Снижење 25%<br />

25% ∙ 520 = 130<br />

520 – 130 = 390<br />

Дакле, производ је јефтинији у продавници у којој је цена <strong>са</strong>мо једанпут снижена<br />

<strong>за</strong> 25%. <br />

122<br />

5.<br />

Задатак<br />

Ако је неки производ поскупео 25%, колико процената нову цену треба снизити<br />

да би се добила првобитна цена?<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Пропорционалност<br />

Пример 8.<br />

У ком односу треба помешати растворе алкохола од 60% и 85% да би се добио<br />

раствор од 70%?<br />

Ако је x kg количина раствора алкохола од 60%, онда у њој има 60% ∙ x = 0,6x<br />

алкохола.<br />

Ако је y kg количина раствора алкохола од 85%, онда у њој има 85% ∙ y = 0,85y<br />

алкохола.<br />

Када ове количине помешамо и добијемо (x + y) kg новог раствора, у њему има<br />

0,6x + 0,85y алкохола. Да би ова смеша представљала раствор алкохола од 70%,<br />

потребно је да важи једнакост:<br />

0,6x + 0,85y = 0,7(x + y).<br />

Из ове једнакости даље добијамо да је (0,7 – 0,6)x = (0,85 – 0,7)y, тј. 0,1x = 0,15y,<br />

одакле следи да је<br />

x : y = 0,15 : 0,1 = 3 : 2. <br />

Рачун мешања<br />

Укупна количина: 750 ml<br />

Алкохола:<br />

40% ∙ 750 ml = 300 ml<br />

6. Задатак<br />

Које количине раствора алкохола од 60% и раствора алкохола од 85% треба<br />

помешати да би се добило 50 l раствора алкохола од 70%?<br />

Пример 9.<br />

Три породице су <strong>за</strong>купиле на недељу дана кућу на мору <strong>за</strong> 75 000 динара.<br />

Трошкове су поделили сразмерно броју чланова. Ако једна породица има три<br />

члана, друга четири а трећа пет, одредимо суму коју <strong>за</strong> <strong>за</strong>куп треба да издвоји<br />

свака породица.<br />

Ако <strong>са</strong> x, y, z означимо суме које треба редом да издвоје трочлана, четворочлана и<br />

петочлана породица, онда добијамо да је<br />

x + y + z = 75 000 и x : y : z = 3 : 4 : 5.<br />

Из друге једнакости добијамо да је x = 3k, y = 4k, z = 5k, <strong>за</strong> неко k, а <strong>за</strong>тим, узимајући<br />

у обзир и прву једнакост, имамо да је<br />

3k + 4k + 5k = 12k = 75 000.<br />

Дакле, k = 75 000 : 12 = 6 250, што значи да трочлана пoродица треба да плати<br />

x = 3 ∙ 6 250 = 18 750 динара, четворочлана y = 4 ∙ 6 250 = 25 000 динара, а петочлана<br />

z = 5 ∙ 6 250 = 31 250 динара. <br />

Рачун поделе<br />

Пример 10.<br />

Три породице треба да поделе трошкове копања бунара који су износили 140 000<br />

динара. Договор је да поделу изврше обрнуто сразмерно удаљености бунара од<br />

својих кућа, при чему је једна кућа од бунара удаљена 300 метара, друга 600 метара<br />

и трећа 1200 метара.<br />

Ако <strong>са</strong> x, y, z означимо одговарајуће суме, онда добијамо да је<br />

1<br />

x + y + z = 140 000 и x : y : z =<br />

300 : 1<br />

600 : 1<br />

1200 .<br />

Одавде, као у претходном примеру, рачунамо да је: x = 80 000 динара, y = 40 000<br />

динара и z = 20 000 динара. <br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

123


5<br />

2<br />

1 57648 9<br />

Каматни рачун<br />

По<strong>за</strong>јмљивање и улагање новца представљају део свакодневног пословања. При<br />

томе, једна страна даје новац другој, очекујући да јој се новац <strong>за</strong> неко време врати<br />

увећан <strong>за</strong> одређену суму.<br />

На пример, чување новца у банци је улагање <strong>за</strong> особу чији је новац, док је то <strong>за</strong><br />

банку по<strong>за</strong>јмљивање новца: улагач даје новац банци, а банка по<strong>за</strong>јмљени новац<br />

користи <strong>за</strong> сопствено пословање. С друге стране, по<strong>за</strong>јмљивање новца (узимање<br />

кредита) од банке <strong>за</strong> банку представља улагање. У сваком случају, онај ко улаже<br />

очекује да се уложени новац врати увећан <strong>за</strong> одређену суму због коришћења<br />

по<strong>за</strong>јмљеног новца.<br />

Уложена сума новца назива се главница, док се очекивана добит након одређеног<br />

времена назива камата или интерес. Колика ће камата (добит) бити <strong>за</strong>виси од<br />

договорене каматне стопе која се изражава у процентима и представља добит коју<br />

би донело инвестирање суме од 100 динара (евра или неке друге валуте која се<br />

користи) <strong>за</strong> годину дана и временског периода израженог у годинама.<br />

Имајући у виду значење каматне стопе p%, једноставно рачунамо добит K <strong>за</strong><br />

главницу G и период од t година:<br />

K<br />

p = t 1 ∙ G<br />

100 ,<br />

тј.<br />

p<br />

K = G ∙ ∙ t = G ∙ p% ∙ t.<br />

100<br />

Последња фомула се назива проста каматна формула.<br />

У пракси се проста каматна формула углавном користи <strong>за</strong> периоде који нису дужи<br />

од годину дана. Тако, ако је новац уложен на m месеци, при чему је 1 ≤ m ≤ 12,<br />

камата износи:<br />

K = G ∙ p% ∙ m 12 ,<br />

а ако је уложен на d дана, 1 ≤ d ≤ 360, онда је камата:<br />

d<br />

K = G ∙ p% ∙<br />

360 ,<br />

под претпоставком (због једноставнијег рачуна) да сваки месец има 30 дана, а<br />

година 360 дана.<br />

124<br />

Пример 11.<br />

Неко је узео кредит од 150 000 динара на годину дана, <strong>са</strong> каматном стопом од 5,1%.<br />

Колику добит ће остварити банка?<br />

Банкa је уложила G = 150 000 динара, каматна стопа је p = 5,1% = 0,051 и временски<br />

период t = 1. Дакле,<br />

K = G ∙ p ∙ t = 150 000 ∙ 0,051 ∙ 1 = 7 650. <br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Пропорционалност<br />

Пример 12.<br />

Неко је орочио 320 000 динара на три месеца, <strong>са</strong> годишњом каматном стопом од<br />

7%. Колико ће новца подићи по истеку договореног периода?<br />

G = 320 000, p = 7% = 0,07, t = 0,25;<br />

K = 320 000 ∙ 0,07 ∙ 0,25 = 5 600.<br />

Дакле, улагач ће подићи 320 000 + 5 600 = 325 600 динара. <br />

За временске периоде дуже од годину дана, након истека сваке године главница се<br />

увећава <strong>за</strong> камату, па се даље рачуна <strong>са</strong> новом главницом. На тај начин добијамо<br />

такозвану сложену каматну формулу.<br />

Ако је неко орочио суму G <strong>са</strong> каматном стопом p% и подиже новац тек по истеку n<br />

година, онда је укупна сума након:<br />

• 1 године једнака G(1 + p%),<br />

• 2 године једнака G(1 + p%)(1 + p%),<br />

• 3 године једнака G(1 + p%)(1 + p%)(1 + p%),<br />

• n годинa једнака G(1 + p%) n .<br />

Није тешко <strong>за</strong>кључити да, уколико би иста особа после сваке године поди<strong>за</strong>ла<br />

камату, после n година би укупно подигла:<br />

G(1 + np%).<br />

Пример 13.<br />

Неко је орочио 100 000 динара на 3 године <strong>са</strong> каматном стопом 4,2%. Колико<br />

новца ће подићи након истека овог периода:<br />

1) ако после сваке истекле године подиже камату;<br />

2) ако подиже новац након три године?<br />

У првом случају користимо просту каматну формулу, а у другом сложену каматну<br />

формулу.<br />

1) 100 000 ∙ (1 + 3 ∙ 0,042) = 112 600.<br />

2) 100 000 ∙ (1 + 0,042) 3 = 113 136,6088. <br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

125


5<br />

2<br />

1 57648 9<br />

0<br />

mm<br />

inches<br />

A<br />

Задаци<br />

Размере и пропорције<br />

1. У табели су дати односи америчких јединица мере <strong>за</strong> дужину и стандардних<br />

јединица мерe <strong>за</strong> дужину.<br />

1 inch (in) [инч] 25,4 mm<br />

1 foot (ft) [фут, стопа] 12 in 30,48 сm<br />

1 yard (yd) [јард] 3 ft 0,9144 m<br />

1 mile (mi) [миља] 5 280 ft 1,609 km<br />

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17<br />

1 2 3 4 5 6<br />

1) Дијагонала ТВ екрана дугачка је 37 инча. Колика је њена дужина у<br />

центиметрима?<br />

2) Растојање између Вашингтона и Њујорка, ваздушном линијом износи 204<br />

миље. Колико је то растојање у километрима?<br />

3) Колико приближно инча има један центиметар?<br />

2. Формирај пропорцију, ако је могуће, од бројева 15, 18, 35 и 42.<br />

3. Одреди број x, ако је:<br />

1) x : 1 3 = 2 5 : 3 4 ; 2) 0,3 : x = 0,6 : 0,2 ; 3) x : 1 1 3 = 1 2 5 : 1 3 ; 4) 0,01 : 0,1 = x : 0,01.<br />

4<br />

4. Одреди продужену пропорцију, ако је x : y = 3 : 5, y : z = 2 : 3 и z : u = 4 : 3.<br />

5. Докажи следеће специјалне случајеве теореме <strong>са</strong> стране 85. Нека су a, b, c и d<br />

реални бројеви, сви различити од нуле, такви да је a : b = c : d. Онда је:<br />

1) (a + c) : (b + d) = a : b, под условом да је b + d ≠ 0;<br />

2) (a – c) : (b – d) = a : b, под условом да је b – d ≠ 0;<br />

3) (2a – 3c) : (2b – 3d) = a : b, под условом да је 2b – 3d ≠ 0;<br />

4) (ax + cy) : (bx + dy) = a : b, <strong>за</strong> све бројеве x и y такве да је bx + dy ≠ 0 .<br />

Збир углова<br />

конвексног<br />

четвороугла једнак<br />

је 360°.<br />

6. Нека су a, b, c, d, α, β, γ и δ реални бројеви, сви различити од нуле. Ако је<br />

a : b = c : d, докажи да је (αa + βb) : (γa + δb) = (αc + βd) : (γc + δd).<br />

7. Одреди углoве α, β, γ и δ конвексног четвороугла, ако је α : β : γ : δ = 1 : 2 : 3 : 4.<br />

8. Одреди бројеве x, y и z, ако је x : y : z = 3 : 5 : 7 и x + 2y + 3z = 51.<br />

9. Одреди бројеве x, y и z, ако је x : y = 5 : 6, y : z = 2 : 3 и x + y + z = 80.<br />

Б<br />

10. Нека су a, b, c и d бројеви различити од нуле такви да је b – 3a ≠ 0, 2b + d ≠ 0 и<br />

(a – 3c) : (b – 3d) = (2a + c) : (2b + d). Докажи да је a : b = c : d.<br />

11. Нека су a 1<br />

, a 2<br />

, ..., a n<br />

и b 1<br />

, b 2<br />

, ..., b n<br />

реални бројеви, сви различити од нуле, такви<br />

да је a 1<br />

: a 2<br />

: ... : a n<br />

= b 1<br />

: b 2<br />

: ... : b n<br />

. Докажи да је<br />

k 1<br />

a 1<br />

+ k 2<br />

a 2<br />

+ ... + k n<br />

a n<br />

k 1<br />

b 1<br />

+ k 2<br />

b 2<br />

+ ... + k n<br />

b n<br />

= l 1a 1<br />

+ l 2<br />

a 2<br />

+ ... + l n<br />

a n<br />

l 1<br />

b 1<br />

+ l 2<br />

b 2<br />

+ ... + l n<br />

b n<br />

<strong>за</strong> било које бројеве k 1<br />

, k 2<br />

, ... ,k n<br />

, l 1<br />

, l 2<br />

, ... , l n<br />

, такве да су бројеви који образују<br />

пропорцију различити од нуле.<br />

126<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Пропорционалност<br />

12. Одреди неколико тројки бројева (a, b, c) које <strong>за</strong>довољавају пропорцију<br />

b – a<br />

c – b = c a .<br />

Директна и обрнута пропорционалност<br />

13. Шта је повољније купити, боцу <strong>са</strong> 0,5 l сока по цени од 64 динара или боцу <strong>са</strong><br />

1,25 l истог сока по цени од 134 динара?<br />

А<br />

14. Нацртај график <strong>за</strong>висности између пређеног пута (у метрима) и протеклог<br />

времена (у секундама) при равномерном кретању брзином од 0,5 m/s.<br />

15. Брзина гусенице A je 10 dm/h, брзина гусенице B је 10 cm/min, а брзина<br />

гусенице C је 10 mm/s. Која гусеница је најбржа, а која је најспорија?<br />

16. Нацртај график <strong>за</strong>висности између протеклог времена (у <strong>са</strong>тима) и<br />

просечне брзине кретања (у километрима на <strong>са</strong>т) приликом преласка пута<br />

дугачког 2 km.<br />

Примене пропорција<br />

17. За палачинке је потребно: 200 g брашна, 200 ml млека, 200 ml воде, 2 јајета и<br />

30 g уља. Да бисмо направили смесу <strong>за</strong> палачинке од 5 јаја, колико је потребно<br />

осталих <strong>са</strong>стојака?<br />

А<br />

18. За транспорт грађевинског материјала потребно је 15 камиона носивости од<br />

3 тоне. Колико камиона носивости од 5 тона је потребно <strong>за</strong> транспорт исте<br />

количине материјала?<br />

19. Колико сијалица од 100 W даје исто осветљење као 24 сијалица од 75 W?<br />

20. Од 5 kg брашна испече се 10 хлебова од по 750 g. Колико хлебова од по 1 kg се<br />

може добити од 6 kg брашна?<br />

21. Три кројача <strong>за</strong> 5 дана, радећи по 4 <strong>са</strong>та дневно, <strong>са</strong>шију 10 капута.<br />

1) За колико дана ће 6 кројача <strong>са</strong>шити 25 капута ако раде 5 <strong>са</strong>ти дневно?<br />

2) Колико капута ће <strong>са</strong>шити 4 кројача <strong>за</strong> 3 дана ако раде 8 <strong>са</strong>ти дневно?<br />

3) Колико <strong>са</strong>ти дневно треба да раде два кројача да би <strong>за</strong> 6 дана <strong>са</strong>шили 10<br />

капута?<br />

4) Колико кројача ће <strong>за</strong> 9 дана, радећи по 5 <strong>са</strong>ти дневно, <strong>са</strong>шити 30 капута?<br />

22. Салинитет Средоземног мора је 38‰. Колико има соли у 2 t воде из овог мора?<br />

23. Један производ је два пута појефтинио <strong>за</strong> исти проценат. Први пут је цена<br />

снижена <strong>за</strong> 250 динара, а други пут <strong>за</strong> 200 динара. За колико процената је цена<br />

снижена сваки пут и колика је била цена производа пре првог снижења?<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

127


5<br />

2<br />

1 57648 9<br />

24. Према подацима из 2010. године, <strong>за</strong> приступ интернету највише се користи<br />

Firefox <strong>са</strong> уделом од чак 42,2%. На другом месту је Internet Explorer <strong>са</strong> уделом<br />

на тржишту од 25,8%, док је на трећем месту Google Chrome који држи 25%<br />

тржишта.<br />

1) У ком проценту су <strong>за</strong>ступљени остали претраживачи?<br />

2) Одреди приближне вредности централних углова кружних исечака кружног<br />

дијаграма <strong>за</strong>ступљености интернет претраживача на тржишту.<br />

25. Каратима се изражава финоћа легура злата које поред злата углавном <strong>са</strong>држе<br />

бакар јер он не квари боју злата, а повећава му чврстоћу. Број карата X се<br />

одређује формулом X = 24 M z, где је M<br />

M z<br />

ма<strong>са</strong> чистог злата у легури, а M u<br />

је<br />

u<br />

укупна ма<strong>са</strong> легуре. Чисто злато (проценат злата је 100%) има 24 карата.<br />

Колико процената злата <strong>са</strong>држи 18-каратна легура злата?<br />

26. У ком односу треба помешати чисто злато <strong>са</strong> 18-каратним да би се добило<br />

22-каратно злато?<br />

27. На складишту има белог брашна по цени од 50 динара по килограму и црног<br />

брашна по цени од 35 динара по килограму. У ком односу треба помешати<br />

ове две врсте брашна да би се добила мешавина по цени од 40 динара по<br />

килограму?<br />

28. Колико грама раствора сумпорне киселине од 96% треба додати у 15,5 l воде да<br />

би се добио раствор од 3%?<br />

29. Седам литара сланог раствора од 4% помешано је <strong>са</strong> другим сланим раствором<br />

и добијено је 11 литара новог раствора. Ако је 5% соли у новом раствору,<br />

одреди јачину другог раствора.<br />

30. Четири радника су <strong>за</strong>радила 98 400 динара. Први радник је радио 10 дана по<br />

6 <strong>са</strong>ти дневно, други радник је радио 8 дана по 8 <strong>са</strong>ти дневно, трећи радник је<br />

радио 12 дана по 6 <strong>са</strong>ти дневно и четврти је радио 10 дана по 5 <strong>са</strong>ти дневно.<br />

Колико сваки радник треба да добије?<br />

31. Уложено је 100 000 динара у банку која плаћа камату 4,2% годишње.<br />

1) Колика ће камата бити након 8 месеци?<br />

2) Колико новца се може подићи након 3 године ако се камата рачуна<br />

сложеном каматном формулом?<br />

128<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Подударност<br />

Подударност дужи и углова (130)<br />

А Аксиоме подударности и основне последице; <strong>са</strong>бирање и упоређивање<br />

дужи, одн. углова; врсте углова; теорема о јединствености нормале<br />

и основна особина једнакокраког троугла; кружнице и кругови;<br />

симетрала дужи и симетрала угла (130)<br />

Ставови подударности троуглова и неке важне последице (137)<br />

А Ставови подударности троуглова СУС, УСУ, ССС и ССУ (137)<br />

В Докази ставова подударности троуглова (138)<br />

А Важне последице ставова подударности троуглова: теорема о<br />

унакрсним угловима; теореме о угловима на трансвер<strong>за</strong>ли (142)<br />

Основне особине троугла (144)<br />

А Углови троугла; однос страница и углова троугла; неједнакост троугла<br />

(144)<br />

Б Центар опи<strong>са</strong>не, одн. упи<strong>са</strong>не кружнице троугла; висине и ортоцентар<br />

троугла (146)<br />

Основне особине круга (148)<br />

А Централни и периферијски угао троугла; тангентне дужи (148)<br />

В Тетивни и тангентни четвороугао (150)<br />

Основне особине паралелограма и трапе<strong>за</strong> (151)<br />

А Паралелограм; специјалне врсте паралелограма; трапез (151)<br />

Вектори (155)<br />

А Појам вектора; нула-вектор, супротни вектор и <strong>са</strong>бирање вектора;<br />

множење вектора реалним бројем; (155)<br />

Б Примене вектора (162)<br />

Геометријске конструкције (163)<br />

А Основне етапе решавања конструктивних <strong><strong>за</strong>датака</strong> (163)<br />

Изометријске трансформације (170)<br />

А Појам изометријске трансформације; осна и централна симетрија;<br />

ротација; транслација (170)<br />

Б Композиција изометрија; основна теорема о изометријама равни (176)<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


А<br />

Аксиоме<br />

подударности<br />

Подударност дужи и углова<br />

У овом поглављу наводимо аксиоме које се односе на појам подударности. Реч<br />

је о односу међу дужима, одн. међу угловима. Аксиоме наводимо према чувеној<br />

књизи Основни геометрије, великог немачког математичара Давида Хилберта<br />

(1862–1943). Упоредо наводимо аксиоме које се односе на подударност дужи и<br />

аксиоме које се односе на подударности углова. Спи<strong>са</strong>к <strong>за</strong>вршавамо аксиомом која<br />

повезује подударност дужи и подударност углова.<br />

Подударност дужи и подударност углова јесу релације еквиваленције.<br />

За било које дужи AB, A 1<br />

B 1<br />

и A 2<br />

B 2<br />

:<br />

(Р) AB ≅ AB (тј. свака дуж је подударна <strong>са</strong>мој<br />

себи);<br />

(С) из AB ≅ A 1<br />

B 1<br />

следи A 1<br />

B 1<br />

≅ AB;<br />

(Т) из AB ≅ A 1<br />

B 1<br />

и A 1<br />

B 1<br />

≅ A 2<br />

B 2<br />

следи<br />

AB ≅ A 2<br />

B 2<br />

(тј. ако су две дужи подударне<br />

трећој, онда су подударне и међу собом).<br />

За било које углове aOb, a 1<br />

O 1<br />

b 1<br />

и a 2<br />

O 2<br />

b 2<br />

:<br />

(Р) aOb ≅ aOb (тј. сваки угао је подударан <strong>са</strong>м<br />

себи);<br />

(С) из aOb ≅ a 1<br />

O 1<br />

b 1<br />

следи a 1<br />

O 1<br />

b 1<br />

≅ aOb;<br />

(Т) из aOb ≅ a 1<br />

O 1<br />

b 1<br />

и a 1<br />

O 1<br />

b 1<br />

≅ a 2<br />

O 2<br />

b 2<br />

следи<br />

aOb ≅ a 2<br />

O 2<br />

b 2<br />

(тј. ако су два угла подударна<br />

трећем, онда су подударна и међу собом).<br />

Аксиоме о преношењу<br />

дужи и углова<br />

Претходне особине нећемо посебно истицати у доказима. Такође,<br />

подразумевамо и да је AB ≅ BA и aOb ≅ bOa.<br />

Ако је AB произвољна дуж, тада<br />

на свакој полуправој Pp постоји<br />

јединствена тачка Q таква да је<br />

AB ≅ PQ.<br />

Нека је aOb произвољан конвек<strong>са</strong>н угао. Тада <strong>за</strong> сваку<br />

полуправу Pp, у једној од полуравни одређеној правом која<br />

<strong>са</strong>држи полуправу Pp, постоји јединствена полуправа Pq таква<br />

да је aOb ≅ pPq.<br />

A<br />

B<br />

b<br />

q<br />

P Q p<br />

O<br />

a<br />

P<br />

p<br />

Аксиоме о <strong>са</strong>бирању дужи<br />

и углова<br />

Нека je A – B – C и<br />

A 1<br />

– B 1<br />

– C 1<br />

. Ако је AB ≅ A 1<br />

B 1<br />

и<br />

BC ≅ B 1<br />

C 1<br />

, онда је и AC ≅ A 1<br />

C 1<br />

.<br />

Нека се полуправе Ob и O 1<br />

b 1<br />

налазе редом у конвексним<br />

угловима aOc и a 1<br />

O 1<br />

c 1<br />

. Ако је aOb ≅ a 1<br />

O 1<br />

b 1<br />

и bOc ≅ b 1<br />

O 1<br />

c 1<br />

,<br />

онда је aOc ≅ a 1<br />

O 1<br />

c 1<br />

.<br />

C<br />

B<br />

A<br />

a<br />

O<br />

c1<br />

O 1<br />

b 1<br />

A<br />

1<br />

B<br />

1<br />

C 1<br />

b<br />

c<br />

a 1<br />

130<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Подударност<br />

Ве<strong>за</strong> између подударности дужи и подударности углова успостављена је следећом<br />

аксиомом, коју ћемо краће називати аксиома везе.<br />

Ако су ABC и A 1<br />

B 1<br />

C 1<br />

два троугла таква да је:<br />

AB ≅ A 1<br />

B 1<br />

, AC ≅ A 1<br />

C 1<br />

и BAC ≅ B 1<br />

A 1<br />

C 1<br />

,<br />

онда је ABC ≅ A 1<br />

B 1<br />

C 1<br />

и ACB ≅ A 1<br />

C 1<br />

B 1<br />

.<br />

A C 1<br />

1<br />

A<br />

B<br />

1<br />

A<br />

B<br />

C<br />

C<br />

Ослањајући се на аксиоме подударности уводимо важне појмове геометрије и<br />

доказујемо бројне њихове особине. Наредним дефиницијама уводимо поредак<br />

међу дужима и поредак међу угловима.<br />

A 1<br />

B 1<br />

C 1<br />

B<br />

Дуж AB је мања од дужи CD, у ознаци AB<br />

< CD, ако постоји тачка E таква да је<br />

C – E – D и CE ≅ AB. Кажемо и да је дуж<br />

CD већа од дужи AB, CD > AB.<br />

Угао aOb је мањи од угла cTd, у ознаци<br />

aOb < cTd, ако унутар угла cTd постоји полуправа<br />

Te таква да је aOb ≅ cTe. У овом случају кажемо и да<br />

је cTd већи од угла aOb, cTd > aOb.<br />

A<br />

B<br />

AB ≅ CE < CD<br />

C E D<br />

За сваке две дужи AB и CD важи AB < CD или AB ≅ CD или<br />

CD < AB.<br />

Такође, <strong>за</strong> свака два угла aOb и cTd важи aOb < cTd или<br />

aOb ≅ cTd или aOb > cTd.<br />

b<br />

a d<br />

e<br />

T<br />

O<br />

c<br />

aOb ≅ cTe < cTd<br />

Дуж PQ је збир дужи AB и CD, у ознаци<br />

PQ ≅ AB + CD, ако постоји тачка R таква<br />

да је P – R – Q, AB ≅ PR и CD ≅ RQ.<br />

Угао pSq је збир углова aOb и cTd, у ознаци<br />

pSq ≅ aOb + cTd, ако унутар угла pSq постоји<br />

полуправа Sr таква да је aOb ≅ pSr и cTd ≅ qSr.<br />

A<br />

B C<br />

AB ≅ PR, CD ≅ QR<br />

P R Q<br />

PQ = AB + CD<br />

D<br />

a<br />

b<br />

p<br />

r<br />

aOb ≅ pSr, cTd ≅ qSr<br />

d<br />

q<br />

O<br />

T<br />

c<br />

pSq = aOb + cTd<br />

S<br />

На природан начин дефинишемо разлику две дужи које нису подударне, одн.<br />

разлику два угла која нису подударна.<br />

Ако је AB > CD, дуж PQ је разлика дужи<br />

AB и CD, у ознаци PQ ≅ AB – CD, ако је<br />

AB ≅ PQ + CD.<br />

Ако је aOb > cTd, угао pSq је разлика углова aOb и<br />

cTd, у ознаци pSq ≅ aOb-cTd, ако је<br />

aOb ≅ pSq + cTd.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

131


6<br />

2<br />

1 57648 9<br />

упоредни углови<br />

Два угла су суседна ако имају један <strong>за</strong>једнички крак и осим тачака тог<br />

крака немају других <strong>за</strong>једничких тачака. Два суседна угла су упоредна (или<br />

напоредна) ако је њихов збир опружен угао.<br />

a<br />

b<br />

оштар<br />

угао<br />

прав<br />

угао<br />

туп<br />

угао<br />

O<br />

b<br />

1 2<br />

a<br />

1 2<br />

a<br />

1<br />

n<br />

A<br />

b<br />

1<br />

Прав угао<br />

b<br />

O<br />

2<br />

n<br />

1 2<br />

подножје<br />

нормале n 1<br />

a<br />

2<br />

Наредном дефиницијом уводимо познате врсте конвексних углова.<br />

Конвек<strong>са</strong>н угао је:<br />

– оштар ако је мањи од свог упоредног угла;<br />

– прав ако је подударан свом упоредном углу;<br />

– туп ако је већи од свог упоредног угла.<br />

Изоставићемо доказе следећих тврђења:<br />

• сваки угао подударан правом углу такође је прав;<br />

• свака два права угла су међусобно подударна.<br />

Две праве a и b које се секу у некој тачки O образују четири неопружена конвексна<br />

угла (слика лево). Ако је један од ових углова прав, једноставно се уочава да су и<br />

остала три угла такође прави углови.<br />

Ако две праве p и q које се секу образују праве углове, кажемо да се те две<br />

праве секу под правим углом, односно да су нормалне и пишемо p ⊥ q. За две<br />

праве које се секу под правим углом кажемо и да су управне или ортогоналне.<br />

Права која <strong>са</strong>држи тачку A и нормална је на p назива се нормала из A на p, док се<br />

пресек нормале и праве p назива подножје те нормале. Наравно, уколико A p,<br />

онда је тачка A подножје одговарајуће нормале.<br />

p<br />

подножје<br />

нормале n 1<br />

B<br />

Примену аксиома подударности илуструјемо доказујући један део наредне важне<br />

теореме.<br />

Теорема о јединствености<br />

нормале<br />

За сваку праву p и тачку A постоји јединствена права која <strong>са</strong>држи A и<br />

нормална је на p.<br />

Доказ. Дока<strong>за</strong>ћемо <strong>са</strong>мо да постоји нормала из A на p, у<br />

случају када A p.<br />

A<br />

a<br />

Нека је P произвољна тачка праве p. Ако је права PA<br />

нормална на p доказ је <strong>за</strong>вршен. Претпоставимо <strong>за</strong>то, да PA<br />

није нормално на p. Полуправу на правој p чији је почетак P<br />

и која <strong>са</strong> PA образује оштар угао означићемо Pp.<br />

P<br />

p<br />

132<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Подударност<br />

Према аксиоми о преношењу углова, у полуравни коју<br />

одређује права p и која не <strong>са</strong>држи PA постоји јединствена<br />

полуправа Pa 1<br />

таква да је pPa 1<br />

≅ pPA.<br />

Према аксиоми о преношењу дужи, на попуправој Pa 1<br />

постоји јединствена тачка A 1<br />

таква да је PA 1<br />

≅ PA.<br />

Нека је S пресек праве p и дужи AA 1<br />

. Тада <strong>за</strong> ∆APS и ∆A 1<br />

PS<br />

важи:<br />

PA ≅ PA 1<br />

, PS ≅ PS и APS ≅ A 1<br />

PS,<br />

па према аксиоми о вези између подударности дужи и<br />

подударности углова <strong>за</strong>кључујемо да је ASP ≅ A 1<br />

SP.<br />

Углови ASP и A 1<br />

SP су упоредни и међусобно подударни,<br />

одакле следи да су прави. Дакле, права AA 1<br />

јесте нормала из<br />

A на p.<br />

Доказ да је нормала јединствена изостављамо.<br />

Изостављамо и доказ у случају да A p. ■<br />

P<br />

P<br />

P<br />

A a<br />

a<br />

A 1 1<br />

A a<br />

S<br />

A 1<br />

a1<br />

A a<br />

A 1<br />

S<br />

a<br />

1<br />

p<br />

p<br />

p<br />

Троугао чије су две странице подударне назива се једнакокраки троугао.<br />

Подударне странице називају се краци троугла, а трећа страница је<br />

основица тог троугла. Теме наспрам основице једнакокраког троугла<br />

назива се врх тог троугла.<br />

Једнакокраки троугао<br />

угао при врху<br />

A<br />

Наредна теорема изражава основну особину једнакокраког троугла. Још у давна<br />

времена тврђење је названо и „магарећи мост”. Постоје многобројна тумачења о<br />

пореклу овог назива. Најпопуларније је оно тумачење према којем је ово тврђење<br />

„мост” ка озбиљнијој геометрији који не може „прећи” <strong>са</strong>мо магарац.<br />

Наспрам подударних страница троугла налазе се подударни углови.<br />

крак<br />

крак<br />

основица<br />

B<br />

C<br />

углови на основици<br />

Магарећи мост<br />

Доказ. Примењујемо аксиому о вези између подударности дужи и подударности<br />

углова. Да би примена ове аксиоме била очигледнија, уводимо скраћени <strong>за</strong>пис ове<br />

аксиоме:<br />

BA ≅ B 1<br />

A 1<br />

BC ≅ BC 1<br />

<br />

BAC ≅ B 1<br />

A 1<br />

C 1<br />

ABC ≅ A 1<br />

B 1<br />

C<br />

BCA ≅ B 1<br />

C 1<br />

A 1<br />

1<br />

при чему је корисно <strong>за</strong>мислити да наведена импликација важи <strong>за</strong> било које две<br />

уређене тројке неколинеарних тачака (A, B, C) и (A 1<br />

, B 1<br />

, C 1<br />

).<br />

Нека је ABC једнакокраки троугао чији је врх тачка B, BA ≅ BC. Тада <strong>за</strong> уређене<br />

тројке (A, B, C) и (C, B, A) важи BA ≅ BC, BC ≅ BA и ABC ≅ CBA. Користећи<br />

последњу аксиому <strong>за</strong>кључујемо да је BAC ≅ BCA. ■<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

133


6<br />

2<br />

1 57648 9<br />

кружница k(O, r)<br />

центар О<br />

Кружнице и<br />

кругови<br />

полупречник r<br />

Нека су O и A две различите тачке неке равни π. Скуп свих тачака X равни π<br />

таквих да је OX ≅ OA назива се кружница (или кружна линија) и обележава се<br />

k(O, OA). Тачка O се назива центар кружнице. За било коју тачку X кружнице,<br />

дуж OX називамо полупречником кружнице.<br />

Полупречник кружнице често се означава неким малим словом латинице.<br />

Наредна тврђења, која се односе на међусобне осносе две кружнице, нећемо<br />

детаљно образлагати и доказивати. Нека су k(O, r) и k(S, s) кружнице, при чему је<br />

r < s.<br />

O<br />

r<br />

d<br />

s<br />

S<br />

O<br />

r<br />

T<br />

d<br />

s<br />

S<br />

O<br />

r<br />

A<br />

d<br />

B<br />

s<br />

S<br />

Ако је OS > r + s,<br />

кружнице k(O, r) и<br />

k(S, s) немају <strong>за</strong>једничких<br />

тачака.<br />

Ако је OS = r + s, кружнице<br />

k(O, r) и k(S, s) имају једну<br />

<strong>за</strong>једничку тачку и кажемо да се<br />

додирују споља у тој тачки.<br />

Ако је s – r < OS < r + s,<br />

кружнице k(O, r) и<br />

k(S, s) имају две <strong>за</strong>једничке<br />

тачке.<br />

T<br />

r<br />

s<br />

Od<br />

S<br />

Ако је OS = s – r,<br />

кружнице k(O, r) и<br />

k(S, s) имају једну<br />

<strong>за</strong>једничку тачку и<br />

кажемо да се додирују<br />

изнутра у тој тачки.<br />

r<br />

s<br />

d<br />

O<br />

S<br />

Ако је OS < s – r,<br />

кружнице<br />

k(O, r) и k(S, s) немају<br />

<strong>за</strong>једничких тачака.<br />

p<br />

Размотримо и међусобне односе кружнице k(O, r) и праве p. Нека је P подножје<br />

нормале из O на p. Наравно, ако O p, онда O и P означавају исту тачку.<br />

P<br />

O<br />

тачка додира<br />

p P тангента<br />

p<br />

P<br />

сечица<br />

k(O, r) k(O, r) k(O, r)<br />

O<br />

O<br />

А<br />

B<br />

Ако је OP > r,<br />

кружница k(O, r)<br />

и права p немају<br />

<strong>за</strong>једничких тачака.<br />

Ако је OP = r, кружницa k(O, r) и<br />

права p имају једну <strong>за</strong>једничку тачку.<br />

Тада је права p тангента кружнице<br />

k(O, r). Тангента је нормална на<br />

полупречник одређен тачком додира.<br />

Ако је OP < r,<br />

кружницa k(O, r) и права<br />

p имају две <strong>за</strong>једничке<br />

тачке. Тада је права p<br />

сечица кружнице k(O, r).<br />

134<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Подударност<br />

Произвољна кружница k(O, r) неке равни одређује два скупа тачака у тој равни.<br />

Један од тих скупова чине тачке S такве да је OS > r; то је скуп спољашњих тачака<br />

кружнице. Други скуп <strong>са</strong>држи центар O и све тачке U такве да је OU < r; то је скуп<br />

унутрашњих тачака кружнице.<br />

Унија кружнице k(O, r) и њених унутрашњих тачака назива се круг и<br />

обележава се K(O, r). Тачка O je центар, а r је полупречник круга K(O, r).<br />

1. Задатак<br />

1) Анализирај међусобне односе два круга различитих полупречника.<br />

2) Анализирај међусобне односе круга и праве.<br />

Угао pOq чије је теме центар кружнице k(O, r) назива се централни угао те<br />

кружнице. Пресек кружнице k(O, r) и централног угла pOq назива се кружни лук<br />

и обележава се PQ, при чему су P и Q пресечне кружнице и редом кракова Op и<br />

Oq. Дуж PQ назива се тетива.<br />

Замислимо да се крак Oa угла aOb окреће око темена O ка краку Ob. Пут који<br />

пређе било која тачка покретног крака (која је наравно различита од O) јесте<br />

кружни лук чији је центар O. Зато се области неког угла углавном истичу цртањем<br />

неког кружног лука.<br />

b<br />

Кружнице су важне геометријске фигуре на чије се особине суштински ослањамо<br />

при геометријским конструкцијама. Подсећамо да геометријске конструкције<br />

изводимо користећи <strong>са</strong>мо обичан лењир и шестар. Употреба троугаоног лењира,<br />

угломера и неких других помоћних средстава није дозвољена при конструкцијама.<br />

О<br />

A3<br />

AA 2<br />

1<br />

A<br />

a<br />

Средиште дужи AB је тачка S<br />

таква да је AS ≅ SB.<br />

Симетрала угла aOb је полуправа Os која<br />

припада углу таква да је aOs ≅ sOb.<br />

Средиште дужи и<br />

симетрала угла<br />

A<br />

S<br />

B<br />

O<br />

b<br />

a<br />

s<br />

Без дока<strong>за</strong> наводимо следећа два позната тврђења.<br />

Свака дуж има<br />

јединствено средиште.<br />

Сваки угао има јединствену<br />

симетралу.<br />

s<br />

Симетрала дужи је нормала на дуж која <strong>са</strong>држи средиште дужи.<br />

A<br />

S<br />

B<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

135


6<br />

2<br />

1 57648 9<br />

Дока<strong>за</strong>ћемо једну теорему на којој је <strong>за</strong>сновано неколико важних конструкција.<br />

Нека је ABC једнакокраки троугао, AC ≅ BC. Ако је S средиште основице AB,<br />

онда је права SC нормална на AB и SC се налази на симетрали угла ACB.<br />

A<br />

C<br />

S<br />

s AB<br />

C<br />

B<br />

Доказ. Користећи теорему „магарећи мост”, из AC ≅ BC,<br />

<strong>за</strong>кључујемо да је CAS ≅ CBS. Према аксиоми везе између<br />

подударности дужи и подударности углова, из<br />

AC ≅ BC, AS ≅ BS и CAS ≅ CBS<br />

следи ASC ≅ BSC и ACS ≅ BCS.<br />

Углови ASC и BSC су упоредни, па како су подударни следи да<br />

су прави.<br />

Из ACS ≅ BCS следи да SC полови угао ACB. ■<br />

A<br />

C<br />

S<br />

B<br />

A<br />

S<br />

C 1<br />

C 2<br />

B<br />

Конструкција симетрале дужи AB. Конструишимо две кружнице истог<br />

полупречника r чији су центри тачке A и B. Да би кружнице имале две пресечне<br />

тачке, полупречник r мора бити већи од половине дужи AB. Очигледно, свака<br />

пресечна тачка кружница преставља врх једнакокраког троугла чија је основица<br />

AB. На основу претходног тврђења следи да пресечне тачке кружница одређују<br />

симетралу s AB<br />

дужи AB.<br />

P<br />

n<br />

p<br />

P<br />

n<br />

p<br />

2. Задатак<br />

Опиши конструкцију нормале на праву p из дате тачке P и<br />

образложи њену коректност.<br />

Напомена. На слици десно прика<strong>за</strong>не су конструкције у случају да<br />

P p и у случају да P p.<br />

O<br />

Q<br />

q<br />

s pOq<br />

Конструкција симетрале угла pOq. Прво конструишемо тачке P и Q на крацима<br />

Op и Oq такве да је OP ≅ OQ. Троугао POQ је једнакокраки, па према претходној<br />

теореми, симетрала угла pOq се налази на симетрали дужи PQ. Дакле, потребно је<br />

конструи<strong>са</strong>ти још једну тачку S, различиту од O, такву да је SP ≅ SQ.<br />

P<br />

p<br />

Често се на цртежима парови подударних дужи истичу тако што се преко слика<br />

тих дужи додају цртице, при чему су подударне дужи прецртане на исти начин.<br />

Аналогно томе, парови подударних углова истичу тако што се преко лукова додају<br />

цртице, при чему су лукови подударних углова прецртани цртицама на исти<br />

начин.<br />

136<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Ставови подударности троуглова<br />

и неке важне последице<br />

А<br />

Поједностављено говорећи, два троугла сматрамо подударним ако се један од<br />

њих може пренети тако да се потпуно поклопи <strong>са</strong> другим. Другим речима, два<br />

подударна троугла не разликују се ни по чему осим по положају у простору. Када<br />

уочимо да су странице и углови једног троугла једнаки страницама и угловима<br />

другог троугла, ослањајући се на осећај <strong>за</strong> геометријске односе, знамо да би се ти<br />

троуглови могли довести у положај такав да потпуно поклапају један другог, тј. да<br />

су подударни.<br />

ΔABC ≅ ΔPQR<br />

Два троугла ABC и A 1<br />

B 1<br />

C 1<br />

су подударна, у ознаци ∆ABC ≅ ∆A 1<br />

B 1<br />

C 1<br />

, ако су<br />

странице једног троугла подударне страницама другог и углови једног троугла<br />

подударни су угловима другог троугла.<br />

A<br />

C<br />

B<br />

Када <strong>за</strong>писујемо подударност два троугла, темена троуглова наводимо у складу<br />

<strong>са</strong> начином на који се ти троуглови могу „преклопити”. Ако се ∆ABC „поклапа”<br />

<strong>са</strong> ∆PQR тако што се A поклопи <strong>са</strong> P, B <strong>са</strong> Q и C <strong>са</strong> R, онда пишемо ∆ABC ≅ ∆PQR.<br />

Наравно, поред овог, исправни су и <strong>за</strong>писи ∆BCA ≅ ∆QRP, као и ∆BAC ≅ ∆QPR и<br />

слично.<br />

P<br />

R<br />

Q<br />

Из основне школе је познат значај ставова подударности троуглова. Користећи<br />

поједностављене сликовите <strong>за</strong>писе подсећамо на ове важне теореме геометрије.<br />

Сваки став подударности одговара знаку импликације изнад кога је наведен<br />

одговарајући назив.<br />

Први став подударности или став СУС<br />

AB = QP<br />

ABC = QPR<br />

BC = PR<br />

СУС<br />

∆ABC ≅ ΔQPR <br />

Други став подударности или став УСУ<br />

BCA = PRQ<br />

BC = PR<br />

ABC = QPR<br />

УСУ<br />

∆ABC ≅ ΔQPR <br />

Трећи став подударности или став ССС<br />

AB = QP<br />

CA = RQ<br />

BC = PR<br />

ССС<br />

∆ABC ≅ ΔQPR <br />

BCA = PRQ<br />

CA = RQ<br />

CAB = RQP<br />

AB = QP<br />

CAB = RQP<br />

CA = RQ<br />

BCA = PRQ<br />

ABC = QPR<br />

CAB = RQP<br />

Четврти став подударности или став ССУ<br />

AB = QP<br />

CA = RQ<br />

AB > CA<br />

BCA = PRQ<br />

ССУ<br />

∆ABC ≅ ΔQPR <br />

BC = PR<br />

CAB = RQP<br />

ABC = QPR<br />

A<br />

A<br />

A<br />

A<br />

C P Q<br />

B<br />

B<br />

R<br />

C P Q<br />

B<br />

R<br />

C P Q<br />

R<br />

C P Q<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

B<br />

R<br />

137


В<br />

Први став подударности<br />

или став СУС<br />

Два троугла су подударна ако су две странице и њима <strong>за</strong>хваћени угао једног<br />

троугла подударни двема страницама и <strong>за</strong>хваћеним углом другог троугла.<br />

B<br />

B<br />

A<br />

A<br />

C<br />

C<br />

B1<br />

1<br />

A<br />

A<br />

C<br />

1<br />

C<br />

B1<br />

1<br />

1<br />

Доказ. Нека је BA ≅ B 1<br />

A 1<br />

, BC ≅ B 1<br />

C 1<br />

и ABC ≅ A 1<br />

B 1<br />

C 1<br />

. Тада према аксиоми везе<br />

између подударности дужи и подударности углова важи BAC ≅ B 1<br />

A 1<br />

C 1<br />

и<br />

BAC ≅ B 1<br />

A 1<br />

C 1<br />

. Остаје још да се докаже да је CA ≅ C 1<br />

A 1<br />

. Претпоставимо да дужи<br />

CA и C 1<br />

A 1<br />

нису подударне.<br />

A<br />

Према аксиоми о преношењу дужи, C 1<br />

A 1<br />

<strong>са</strong>држи тачку<br />

A’ такву да је CA ≅ C 1<br />

A’. Применимо аксиому везе на<br />

ACB и A’C 1<br />

B 1<br />

: из CA ≅ C 1<br />

A’, CB ≅ C 1<br />

B 1<br />

и BAC ≅ B 1<br />

A 1<br />

C 1<br />

следи ABC ≅ A’B 1<br />

C 1<br />

.<br />

B<br />

C<br />

A<br />

C<br />

B1<br />

1<br />

Тада је A 1<br />

B 1<br />

C 1<br />

≅ A’B 1<br />

C 1<br />

, што противречи аксиоми о преношењу углова, јер<br />

различите полуправе B 1<br />

A 1<br />

и B 1<br />

A’ су <strong>са</strong> исте стране праве B 1<br />

C 1<br />

и <strong>са</strong> њом образују<br />

подударне углове. Дакле, мора бити CA ≅ C 1<br />

A 1<br />

. ■<br />

1<br />

A'<br />

Други став подударности<br />

или став УСУ<br />

Два троугла су подударна ако су страница и на њој налегли углови у једном<br />

троуглу подударни једној страници и налеглим угловима у другом троуглу.<br />

A<br />

A 1<br />

C<br />

C 1<br />

B<br />

B 1<br />

Доказ. Нека је CAB ≅ C 1<br />

A 1<br />

B 1<br />

, AB ≅ A 1<br />

B 1<br />

и ABC ≅ A 1<br />

B 1<br />

C 1<br />

.<br />

Докажимо прво да је AC ≅ A 1<br />

C 1<br />

. Претпоставимо да дужи<br />

AC и A 1<br />

C 1<br />

нису подударне. Према аксиоми о преношењу дужи,<br />

A 1<br />

C 1<br />

<strong>са</strong>држи тачку C’ такву да је AC ≅ A 1<br />

C’. Применимо<br />

аксиому везе подударности дужи и подударности углова<br />

на CAB и C’A 1<br />

B 1<br />

: из AC ≅ A 1<br />

C’, AB ≅ A 1<br />

B 1<br />

и CAB ≅ C’A 1<br />

B 1<br />

следи ABC ≅ A 1<br />

B 1<br />

C’.<br />

A<br />

A 1<br />

C<br />

C'<br />

C 1<br />

B<br />

B 1<br />

A<br />

Тада је A 1<br />

B 1<br />

C 1<br />

≅ A 1<br />

B 1<br />

C’, што противречи аксиоми о преношењу углова, јер<br />

различите полуправе B 1<br />

C 1<br />

и B 1<br />

C’ су <strong>са</strong> исте стране праве A 1<br />

B 1<br />

и <strong>са</strong> њом образују<br />

подударне углове. Дакле, мора бити AC ≅ A 1<br />

C 1<br />

.<br />

Нај<strong>за</strong>д, из AC ≅ A 1<br />

C 1<br />

, AB ≅ A 1<br />

B 1<br />

и CAB ≅ C 1<br />

A 1<br />

B 1<br />

следи ∆ABC ≅ ∆A 1<br />

B 1<br />

C 1<br />

. ■<br />

C 1 C 2<br />

Тачке C 1<br />

и C 2<br />

се налазе <strong>са</strong> разних страна праве AB. Ако је AC 1<br />

≅ AC 2<br />

и BC 1<br />

≅ BC 2<br />

,<br />

онда је ABC 1<br />

≅ ABC 2<br />

.<br />

B<br />

1. Задатак<br />

Докажи претходну теорему.<br />

138<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


В<br />

Ако су странице једног троугла подударне страницама другог троугла, онда су<br />

та два троугла подударна.<br />

Трећи став подударности<br />

или став УСУ<br />

Доказ. Нека је AB ≅ A 1<br />

B 1<br />

, BC ≅ B 1<br />

C 1<br />

и CA ≅ C 1<br />

A 1<br />

. Довољно је дока<strong>за</strong>ти<br />

CAB ≅ C 1<br />

A 1<br />

B 1<br />

, јер ће из подударности ових углова и претпостављене<br />

подударности страница који га <strong>за</strong>хватају, према ставу СУС, следити<br />

∆ABC ≅ ∆A 1<br />

B 1<br />

C 1<br />

.<br />

У полуравни коју одређује права A 1<br />

B 1<br />

и која не <strong>са</strong>држи C 1<br />

(према аксиомама о<br />

преношењу углова и преношењу дужи) постоји јединствена тачка C 2<br />

таква да је<br />

C 2<br />

A 1<br />

B 1<br />

≅ CAB и A 1<br />

C 2<br />

≅ AC. Према ставу СУС следи да је ∆ABC ≅ ∆A 1<br />

B 1<br />

C 2<br />

, па је<br />

BC ≅ B 1<br />

C 2<br />

.<br />

Из BC ≅ B 1<br />

C 1<br />

и BC ≅ B 1<br />

C 2<br />

следи B 1<br />

C 1<br />

≅ B 1<br />

C 2<br />

.<br />

Из A 1<br />

C 2<br />

≅ AC и AC ≅ A 1<br />

C 1<br />

следи A 1<br />

C 1<br />

≅ A 1<br />

C 2<br />

.<br />

Према тврђењу претходног <strong>за</strong>датка, из B 1<br />

C 1<br />

≅ B 1<br />

C 2<br />

и A 1<br />

C 1<br />

≅ A 1<br />

C 2<br />

<strong>за</strong>кључујемо да је<br />

B 1<br />

A 1<br />

C 1<br />

≅ B 1<br />

A 1<br />

C 2<br />

.<br />

Нај<strong>за</strong>д, из C 2<br />

A 1<br />

B 1<br />

≅ CAB и B 1<br />

A 1<br />

C 1<br />

≅ B 1<br />

A 1<br />

C 2<br />

изводимо жељени <strong>за</strong>кључак<br />

CAB ≅ C 1<br />

A 1<br />

B 1<br />

. ■<br />

C<br />

A<br />

B<br />

B<br />

C 1 C 2<br />

A<br />

1<br />

1<br />

Два троугла су подударна ако су две странице једног троугла подударне<br />

двема страницама другог троугла, подударни су углови наспрам једног пара<br />

подударних страница, а углови наспрам другог пара подударних страница су<br />

исте врсте, тј. оба су оштра, права или тупа.<br />

Четврти став подударности<br />

или став ССУ<br />

Доказ. Нека је AB ≅ A 1<br />

B 1<br />

, BC ≅ B 1<br />

C 1<br />

BCA ≅ B 1<br />

C 1<br />

A 1<br />

и CAB и C 1<br />

A 1<br />

B 1<br />

су углови<br />

исте врсте (оба су оштра, оба права или оба тупа). Довољно је дока<strong>за</strong>ти да је<br />

CA ≅ C 1<br />

A 1<br />

(Зашто?).<br />

Претпоставимо супротно да дужи CA и C 1<br />

A 1<br />

нису подударне. Тада је једна од ове<br />

две дужи мања од друге. Без губљења општости можемо претпоставити да је<br />

CA < C 1<br />

A 1<br />

. Тада на страници C 1<br />

A 1<br />

постоји тачка A 2<br />

таква да је C 1<br />

A 2<br />

≅ CA. Према<br />

ставу СУС следи да је ∆ABC ≅ ∆A 2<br />

B 1<br />

C 1<br />

, па је AB ≅ A 2<br />

B 1<br />

и CAB ≅ C 1<br />

A 2<br />

B 1<br />

.<br />

Из AB ≅ A 1<br />

B 1<br />

и AB ≅ A 2<br />

B 1<br />

следи да је A 1<br />

B 1<br />

≅ A 2<br />

B 1<br />

, што значи да је ∆A 1<br />

B 1<br />

A 2<br />

једнакокраки, па је B 1<br />

A 1<br />

A 2<br />

≅ B 1<br />

A 2<br />

A 1<br />

. Дакле, углови CAB, C 1<br />

A 2<br />

B 1<br />

, B 1<br />

A 1<br />

A 2<br />

, B 1<br />

A 2<br />

A 1<br />

су међусобно подударни и сви су исте врсте. Како су C 1<br />

A 2<br />

B 1<br />

и B 1<br />

A 2<br />

A 1<br />

упоредни,<br />

следи да ови углови морају бити прави, а <strong>са</strong>мим тим и B 1<br />

A 1<br />

A 2<br />

је прав, што је у<br />

контрадикцији <strong>са</strong> теоремом о јединствености нормале. ■<br />

A 1<br />

углови исте врсте<br />

C<br />

A<br />

B<br />

B 1 C 1<br />

A 2<br />

Ако су две странице једног троугла подударне двема страницама другог<br />

троугла и угао наспрам веће од њих у једном троуглу једнак је углу наспрам<br />

веће странице у другом троуглу, онда су та два троугла подударна.<br />

Последица која се такође<br />

назива став ССУ<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

139


А<br />

Важне последице<br />

ставова подударности<br />

троуглова<br />

Ставови подударности јесу теореме познате од давнина. Према старогрчким<br />

историчарима, који су пи<strong>са</strong>ли о настанку геометрије када се она већ значајно<br />

развила, Талес из Милета је донео из Египта прва геометријска знања, али је и<br />

<strong>са</strong>м многе теореме открио и преносио их својим ученицима. Према поменутим<br />

изворима, Талес је знао <strong>за</strong> ставове СУС и УСУ. Наредна теорема и њена<br />

једноставна последица такође спадају у древна геометријска тврђења.<br />

Напоредни углови двају подударних, неопружених и конвексних углова,<br />

такође су међусобно подударни.<br />

b<br />

B<br />

b 1<br />

B 1<br />

Доказ. Претпоставимо да је aOb ≅ a 1<br />

O 1<br />

b 1<br />

. Нека су bOc и b 1<br />

O 1<br />

c 1<br />

редом упоредни угловима aOb и a 1<br />

O 1<br />

b 1<br />

.<br />

a<br />

A<br />

O<br />

C c<br />

c<br />

C 1<br />

O 1<br />

a A 1<br />

1 1<br />

На крацима наведених углова уочимо тачке као на слици лево, при<br />

чему је OA ≅ O 1<br />

A 1<br />

, OB ≅ O 1<br />

B 1<br />

и OC ≅ O 1<br />

C 1<br />

. Подударност<br />

BOC ≅ B 1<br />

O 1<br />

C 1<br />

доказујемо применом става СУС неколико пута.<br />

Из OA ≅ O 1<br />

A 1<br />

, OB ≅ O 1<br />

B 1<br />

и<br />

AOB ≅ A 1<br />

O 1<br />

B 1<br />

следи<br />

OAB ≅ O 1<br />

A 1<br />

B 1<br />

и AB ≅ A 1<br />

B 1<br />

.<br />

a<br />

A<br />

b<br />

B<br />

O<br />

b 1<br />

B 1<br />

C c<br />

c<br />

C 1<br />

O 1<br />

a A 1<br />

1 1<br />

Из AC ≅ A 1<br />

C 1<br />

, AB ≅ A 1<br />

B 1<br />

и<br />

BAC ≅ B 1<br />

A 1<br />

C 1<br />

следи<br />

ACB ≅ A 1<br />

C 1<br />

B 1<br />

и BC ≅ B 1<br />

C 1<br />

.<br />

a<br />

A<br />

b<br />

B<br />

O<br />

b 1<br />

B 1<br />

C c<br />

c<br />

C 1 1<br />

O 1<br />

a 1<br />

A 1<br />

a<br />

a 1Ob 1 је упоредан<br />

углу a Ob .<br />

1 2<br />

1 2<br />

O<br />

b<br />

a<br />

a 2Ob 2 је упоредан<br />

углу a Ob .<br />

b<br />

1 2<br />

1 2<br />

Теорема о унакрсним<br />

угловима<br />

Нај<strong>за</strong>д, из CO ≅ C 1<br />

O 1<br />

, CB ≅ C 1<br />

B 1<br />

и<br />

OCB ≅ O 1<br />

C 1<br />

B 1<br />

следи<br />

BOC ≅ B 1<br />

O 1<br />

C 1<br />

. ■<br />

Две праве a и b које се секу у некој тачки O образују четири неопружена<br />

конвексна угла (слика лево). Међу овим угловима, свака два суседна угла су<br />

очигледно упоредна. Свака два несуседна угла називају се унакрсни углови.<br />

Пошто су унакрсни углови уједно и напоредни истом углу, из претходне теореме<br />

једноставно изводимо следећи <strong>за</strong>кључак.<br />

Унакрсни углови су подударни.<br />

a<br />

A<br />

b<br />

B<br />

O<br />

b 1<br />

B 1<br />

C c<br />

c<br />

C 1 1<br />

O 1<br />

a 1<br />

A 1<br />

140<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Подударност<br />

t<br />

Права која сече неке две праве назива се трансвер<strong>за</strong>ла тих правих. Ако су a и b<br />

две паралелне праве и t њихова трансвер<strong>за</strong>ла, испитајмо однос међу угловима<br />

које права t образује <strong>са</strong> правама a и b. Права t <strong>са</strong> правама a и b образује о<strong>са</strong>м<br />

конвексних (неопружених) углова које делимо на:<br />

• унутрашње, чији краци <strong>са</strong>држе дуж AB и<br />

• спољашње, чији краци не <strong>са</strong>држе дуж AB.<br />

a<br />

спољашњи<br />

углови<br />

b<br />

A<br />

B<br />

унутрашњи<br />

углови<br />

Два спољашња угла или два унутрашња угла која нису <strong>са</strong> исте стране<br />

трансвер<strong>за</strong>ле и нису суседни називају се наизменични углови.<br />

Права t сече праве a и b у различитим тачкама. Нека су α и β наизменични<br />

углови које права t образује <strong>са</strong> правама a и b. Праве a и b су паралелне акко су<br />

углови α и β подударни.<br />

наизменични углови<br />

a b<br />

t<br />

Теорема о наизменичним<br />

угловима<br />

Доказ. Нека су A и B тачке пресека трансвер<strong>за</strong>ле t редом <strong>са</strong> правама a и b.<br />

Довољно је теорему дока<strong>за</strong>ти <strong>за</strong> један пар унутрашњих наизменичних углова.<br />

() Претпоставимо да су подударна два унутрашњa наизменична угла. Тада су<br />

подударна и друга два унутрашња наизменична угла.<br />

a<br />

n<br />

A<br />

t<br />

Ако су уочени углови прави, тврђење које треба дока<strong>за</strong>ти важи према теореми о<br />

јединствености нормале. Претпоставимо <strong>за</strong>то да уочени углови нису прави. Нека<br />

α и β означавају пар оштрих наизменичних углова.<br />

Нека је S средиште дужи AB, S 1<br />

подножје нормале n из S на a и S 2<br />

тачка таква да је<br />

S 2<br />

S ≅ SS 1<br />

и S 2<br />

– S – S 1<br />

. Пока<strong>за</strong>ћемо да тачка S 2<br />

припада правој b.<br />

b<br />

B<br />

S 1<br />

S<br />

S 2<br />

SA ≅ SB<br />

S 2<br />

S ≅ SS 1<br />

ASS 1<br />

≅ BSS 2<br />

(унакрсни углови су подударни)<br />

СУС<br />

∆SAS 1<br />

≅ ∆SBS 2<br />

<br />

SAS 1<br />

≅ SBS 2<br />

SS 1<br />

A ≅ SS 2<br />

B<br />

Из α = SAS 1<br />

≅ SBS 2<br />

и α ≅ β, следи да је β ≅ SBS 2<br />

, па према аксиоми о преношењу<br />

углова, тачка S 2<br />

припада правој b.<br />

Пошто је SS 1<br />

A прав, <strong>за</strong>кључујемо да је и SS 2<br />

B прав угао. Дакле, права n је<br />

нормална и на b. Према теореми о јединствености нормале, праве a и b не могу<br />

имати <strong>за</strong>једничку тачку, што значи да су паралелне.<br />

a<br />

b<br />

b' B<br />

A<br />

B'<br />

t<br />

() Претпоставимо да је a || b. У полуравни одређеној правом t, у којој се не<br />

налази угао α, постоји полуправа BB’ таква да је ABB’ ≅ α. Ако је b’ права на<br />

којој се налази BB’, из првог дела дока<strong>за</strong> ове теореме следи да је a || b’. На основу<br />

аксиоме паралелности <strong>за</strong>кључујемо да b и b’ означавају исту праву. Наравно,<br />

ABB’ јесте <strong>за</strong>право угао β. ■<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

141


6<br />

2<br />

1 57648 9<br />

a<br />

<strong>са</strong>гласни углови<br />

b<br />

Због једноставнијег изражавања, уводе се посебни називи <strong>за</strong> поједине парове<br />

углова које трансвер<strong>за</strong>ла образује на двема правама.<br />

t<br />

парови супротних<br />

углова<br />

Права t сече праве a и b у различитим тачкама.<br />

Jедан спољашњи угао и један унутрашњи угао који су <strong>са</strong> исте стране<br />

трансвер<strong>за</strong>ле и нису суседни називају се <strong>са</strong>гласни углови.<br />

Два спољашња угла или два унутрашња угла која су <strong>са</strong> исте стране<br />

трансвер<strong>за</strong>ле називају се супротни углови.<br />

a<br />

b<br />

t<br />

Углови чији је збир једнак опруженом углу називају се суплементни углови.<br />

a<br />

Последице<br />

b<br />

Права t сече праве a и b у различитим тачкама.<br />

1) Праве a и b су паралелне акко су подударна два <strong>са</strong>гласна угла.<br />

2) Праве a и b су паралелне акко су суплементна два супротна угла.<br />

d<br />

c<br />

δ 1<br />

γ 1<br />

α 1 β 1<br />

δ 3<br />

γ 3<br />

α 3 β 3<br />

δ 2<br />

γ 2<br />

δ 4<br />

γ 4<br />

α 2 β 2<br />

α 4 β 4<br />

2. Задатак<br />

На слици десно прика<strong>за</strong>не су паралелне праве a и b које секу друге две паралелне<br />

праве c и d. Међу прика<strong>за</strong>ним угловима одреди оне који су међусобно подударни.<br />

За две полуправе кажемо да су паралелне ако се налазе на истој правој или на<br />

паралелним правама.<br />

теорема о угловима <strong>са</strong><br />

паралелним крацима<br />

Нека су a 1<br />

O 1<br />

b 1<br />

и a 2<br />

O 2<br />

b 2<br />

конвексни углови који нису прави и чији су краци<br />

паралелни, O 1<br />

a 1<br />

|| O 2<br />

a 2<br />

и O 1<br />

b 1<br />

|| O 2<br />

b 2<br />

.<br />

• Ако су оба угла оштра или тупа, тада су дати углови подударни.<br />

• Ако је један угао оштар, а други туп, онда су дати углови суплементни.<br />

Ова теорема је директна последица теорема о угловима на трансвер<strong>за</strong>ли. Да<br />

бисмо се уверили да је она тачна, довољно је „продужити краке” датих углова и<br />

посматрати их као углове на одговарајућим трансвер<strong>за</strong>лама. Овај принцип се<br />

углавном користи и при решавању <strong><strong>за</strong>датака</strong>.<br />

pOa ≅ qSb aOq и bSp aOp ≅ bSq<br />

су суплементни<br />

углови<br />

142<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Подударност<br />

3.<br />

Задатак<br />

На сликама испод прика<strong>за</strong>на је (корак-по-корак) конструкција позната под<br />

називом преношењe угла. Детаљно објаснити <strong>за</strong>што је aOb ≅ A 1<br />

PB 1<br />

.<br />

b<br />

b<br />

B<br />

b<br />

B<br />

b<br />

B<br />

a<br />

O<br />

a<br />

A<br />

O<br />

a<br />

A<br />

O<br />

a<br />

A<br />

O<br />

P<br />

p<br />

k(A 1, OA)<br />

k(A 1, OA)<br />

P<br />

A 1<br />

p<br />

P<br />

B 1<br />

A 1<br />

k(A , AB) 1<br />

p<br />

P<br />

B 1<br />

A 1<br />

p<br />

Наредним <strong>за</strong>дацима истичемо важна тврђења о симетрали дужи и симетрали<br />

угла.<br />

4.<br />

Задатак<br />

1) Ако тачка S припада симетрали дужи AB, докажи да је SA ≅ SB.<br />

2) Ако је S тачка таква да је SA ≅ SB, докажи да S припада симетрали<br />

дужи AB.<br />

O<br />

~<br />

~<br />

a<br />

S<br />

s ∢aOb<br />

5.<br />

Задатак<br />

Нека је aOb неопружени конвексни угао, S тачка из области угла aOb<br />

и A и B подножја нормала из S редом на краке Oa и Ob.<br />

1) Ако S припада симетрали угла aOb, докажи да је SA ≅ SB.<br />

2) Ако је SA ≅ SB, онда тачка S припада симетрали угла aOb.<br />

6.<br />

Задатак<br />

Кружнице k 1<br />

и k 2<br />

чији су центри O 1<br />

и O 2<br />

секу се у<br />

тачкама A и B. Докажи да је O 1<br />

AO 2<br />

≅ O 1<br />

BO 2<br />

.<br />

O<br />

~<br />

~<br />

A<br />

B<br />

b<br />

a<br />

S<br />

b<br />

s ∢aOb<br />

7.<br />

Задатак<br />

Дужи AB и PQ полове једна другу, то јест имају<br />

<strong>за</strong>једничко средиште S. Докажи да је AP ≅ BQ.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

143


А<br />

Основне особине троугла<br />

Користећи аксиоме подударности и последице дока<strong>за</strong>не у претходним лекцијама<br />

изводимо најважније особине троуглова.<br />

Теорема о збиру<br />

углова троугла<br />

Збир унутрашњих углова троугла једнак је опруженом углу.<br />

Доказ. Означимо <strong>са</strong> α, β, γ унутрашње углове троугла ABC. Нека је p права која<br />

<strong>са</strong>држи C и паралелна је <strong>са</strong> AB, a Cp 1<br />

и Cp 2<br />

полуправе на које је p подељена тачком<br />

C (слика лево). На основу теореме о наизменичним угловима <strong>за</strong>кључујемо да је<br />

α = CAB ≅ p 1<br />

CA и β = ABC ≅ p 2<br />

CB. Очигледно је збир<br />

p 1<br />

CA + ACB + p 2<br />

CB једнак опруженом углу, одакле следи да је и збир<br />

α + β + γ једнак опруженом углу. ■<br />

Последице<br />

1. Троугао може имати највише један прав угао.<br />

2. Троугао може имати највише један туп угао.<br />

3. У сваком троуглу бар два угла су оштри углови.<br />

катета<br />

оштри<br />

углови<br />

хипотену<strong>за</strong><br />

C<br />

катета<br />

p AB<br />

Ослањајући се на наведене последице, уводимо познату класификацију троуглова.<br />

Троугао је оштроугли ако су сва три његова угла оштри углови.<br />

Троугао је правоугли ако је један његов угао прав (а остала два су оштра).<br />

Страница правоуглог троугла која се налази наспрам правог угла назива се<br />

хипотену<strong>за</strong>. Странице правоуглог троугла које се налазе наспрам оштрих углова<br />

називају се катете.<br />

Троугао је тупоугли ако је један његов угао туп (а остала два су оштра).<br />

A<br />

B<br />

Спољашњи углови троугла су углови напоредни његовим унутрашњим угловима.<br />

Сваком унутрашњем углу одговарају два спољашња угла која су међусобно<br />

подударна. На слици лево илустровано је наредно тврђење које се једноставно<br />

доказује.<br />

Сваки спољашњи угао троугла једнак је збиру два њему несуседна угла тог<br />

троугла. Самим тим, спољашњи угао троугла већи је од сваког унутрашњег<br />

угла који му није суседан.<br />

B<br />

144<br />

1<br />

A<br />

2<br />

1<br />

2<br />

D<br />

C<br />

1. Задатак<br />

Дока<strong>за</strong>ти да је збир углова у сваком четвороуглу два пута већи од опруженог угла.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Подударност<br />

Ако две странице неког троугла нису подударне, онда се наспрам веће<br />

странице налази већи угао.<br />

Доказ. Нека је ABC троугао такав да је CB < CA. На страници<br />

CA постоји тачка D таква да је CD = CB.<br />

Троугао DCB je једнакокраки, па је CDB ≅ CBD.<br />

Очигледно је CBD < CBA. Спољашњи угао CDB троугла ABD<br />

већи је од унутрашњег угла CAB који му није суседан, па је<br />

CAB < CDB. Дакле, CAB < CDB ≅ CBD < CBA, тј. угао<br />

наспрам странице CB мањи је од угла наспрам странице CA. ■<br />

Спољашњи угао<br />

троугла ABD<br />

већи је од<br />

унутрашњег<br />

који му није<br />

суседан.<br />

Из претходне теореме и основне особине једнакокраког троугла (магарећег моста)<br />

једноставно изводимо следеће последице.<br />

A<br />

D<br />

1<br />

1<br />

2<br />

C<br />

2<br />

B<br />

1. Ако су два угла неког троугла подударна, онда су подударне и странице<br />

наспрам тих углова.<br />

2. Ако су два угла неког троугла различита, онда се наспрам већег угла налази<br />

већа страница.<br />

Доказ.<br />

1) Нека је ABC троугао такав да је α = β. Треба да покажемо да је a = b. Знамо да је<br />

a < b или a > b или a = b.<br />

Према претходној теореми, из a < b следи α < β, a претпоставили смо да је α = β.<br />

Дакле, не може бити a < b. Такође, из a < b следи α < β. Због претпоставке α = β<br />

<strong>за</strong>кључујемо да не може бити a < b. Дакле, мора бити a = b.<br />

2) Нека је ABC троугао такав да је α < β. Да бисмо пока<strong>за</strong>ли ово тврђење,<br />

поступамо као под 1).<br />

Треба да покажемо да је a < b. Знамо да је a < b или a > b или a = b.<br />

Према претходној теореми, из a > b следи α > β, a претпоставили смо да је α = β.<br />

Дакле, не може бити a > b. Такође, из a = b следи α = β. Због претпоставке α < β<br />

<strong>за</strong>кључујемо да не може бити a = b. Дакле, мора бити a < b. ■<br />

У доказу подразумевамо<br />

уобичајено означавање<br />

углова и страница троугла<br />

ABC. Углове у теменима<br />

A и B означавамо α и β, а<br />

странице наспрамне овим<br />

угловима означавамао<br />

a и b.<br />

Свака страница троугла мања је од збира друге две странице.<br />

Неједнакост троугла<br />

Доказ. На продужетку странице AB, троугла ABC, означимо тачку D тако да<br />

је D – A – B и DA = AC (слика десно). Троугао DAC је једнакокраки па је<br />

CDA = DCA. Очигледно је DCB > DCA. Наспрам већег угла налази се<br />

већа страница, па посматрајући ΔDBC, из DCB > CDB следи да је<br />

b + c = DB > BC = a. ■<br />

D<br />

b<br />

A<br />

b<br />

C<br />

c<br />

a<br />

B<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

145


Б<br />

Значајне тачке троугла<br />

теорема<br />

Симетрале све три странице троугла секу се у једној тачки.<br />

Центар опи<strong>са</strong>не<br />

кружнице<br />

Доказ. Нека је ∆ABC произвољан троугао, а s AB<br />

и s BC<br />

симетрале страница AB и BC.<br />

Означимо <strong>са</strong> O пресек правих s AB<br />

и s BC<br />

.<br />

Из O s AB<br />

следи да је OA ≅ OB. Зашто?<br />

Из O s BC<br />

следи да је OB ≅ OC. Зашто?<br />

Дакле, OA ≅ OC, одакле следи да O припада и<br />

симетрали дужи CA. Зашто? ■<br />

Тачка у којој се секу симетрале страница троугла подједнако је удаљена од сваког<br />

темена тог троугла. Дакле, постоји кружница чији је центар пресек симетрала<br />

страница троугла и која <strong>са</strong>држи сва темена тог троугла. Ова кружница се назива<br />

опи<strong>са</strong>на кружница троугла.<br />

теорема<br />

Симетрале сва три угла троугла секу се у једној тачки.<br />

Центар упи<strong>са</strong>не<br />

кружнице<br />

Доказ је потпуно аналоган доказу претходне теореме. Нека је ∆ABC произвољан<br />

троугао, а s A<br />

и s B<br />

симетрале углова CAB и ABC. Означимо <strong>са</strong> S пресек симетрала<br />

s A<br />

и s B<br />

.<br />

Нека су P, Q и R подножја нормала из S на странице AB,<br />

BC и CA.<br />

Из S s A<br />

следи да је SR ≅ SP.<br />

Из S s B<br />

следи да је SP ≅ SQ.<br />

Дакле, SR ≅ SQ, одакле следи да S припада и симетрали<br />

угла BCA. ■<br />

Тачка у којој се секу симетрале углова троугла подједнако је удаљена од сваке<br />

странице тог троугла, па постоји кружница чији је центар пресек симетрала<br />

углова троугла и која додирује све странице тог троугла. Ова кружница се назива<br />

упи<strong>са</strong>на кружница троугла.<br />

2. Задатак<br />

Докажи да се симетрала једног угла троугла и симетрале њему несуседних<br />

спољашњих углова секу у једној тачки.<br />

146<br />

Тачка пресека симетрале једног угла и симетрала њему несуседних спољашњих<br />

углова је центар кружнице која додирује једну страницу и продужетке преостале<br />

две странице. Ова кружница назива се припи<strong>са</strong>на или споља упи<strong>са</strong>на кружница<br />

троугла. Наравно, сваки троугао има три припи<strong>са</strong>не кружнице.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Подударност<br />

Висина троугла је дуж чија је једна крајња тачка теме троугла, а друга је подножје<br />

нормале из тог темена на праву која <strong>са</strong>држи наспрамну страницу. Сваки троугао<br />

има три висине. Уобичајено је да се у троуглу ABC висинe из темена A, B и C редом<br />

обележавају h a<br />

, h b<br />

и h c<br />

.<br />

висина из темена A<br />

на страницу BC<br />

C<br />

A'<br />

Праве које <strong>са</strong>држе висине троугла секу се у једној тачки.<br />

А<br />

h a<br />

B<br />

Доказ. Кроз свако теме ∆ABC конструишимо<br />

праву паралелну <strong>са</strong> наспрамном страницом и<br />

обележимо пресечне тачке сваке две од тих правих<br />

<strong>са</strong> A 1<br />

, B 1<br />

и C 1<br />

, као на слици десно.<br />

Приметимо прво да је<br />

AA’ ⊥ B 1<br />

C 1<br />

, BB’ ⊥ C 1<br />

A 1<br />

и CC’ ⊥ A 1<br />

B 1<br />

.<br />

Применом теореме о угловима на трансвер<strong>за</strong>ли и<br />

става УСУ <strong>за</strong>кључујемо да је<br />

∆ABC ≅ ∆BAC 1<br />

≅ ∆A 1<br />

CB ≅ ∆CB 1<br />

A,<br />

а одавде да је<br />

AC 1<br />

≅ AB 1<br />

, BC 1<br />

≅ BA 1<br />

и CA 1<br />

≅ CB 1<br />

.<br />

Дакле, праве одређене висинама AA’, BB’, CC’ су симетрале дужи<br />

B 1<br />

C 1<br />

, C 1<br />

A 1<br />

, A 1<br />

B 1<br />

, тј. страница троугла A 1<br />

B 1<br />

C 1<br />

. Већ смо дока<strong>за</strong>ли да се симетрале<br />

страница било ког троугла секу у једној тачки. Дакле, праве које <strong>са</strong>држе висине<br />

троугла секу се у једној тачки. ■<br />

Тачка пресека правих које <strong>са</strong>држе висине неког троугла назива се ортоцентар<br />

тог троугла.<br />

Ортоцентар оштроуглог троугла налази се у његовој унутрашњости.<br />

Ортоцентар тупоуглог троугла припада спољашњости троугла.<br />

Ортоцентар правоуглог троугла је теме у коме је угао прав.<br />

3.<br />

Задатак<br />

Нека је H ортоцентар троугла ABC. Која тачка је ортоцентар ΔABH? Одреди<br />

ортоцентре и троуглова BCH и ACH.<br />

4.<br />

Задатак<br />

Нека је pOq оштар угао. На краку Op уочена је тачка P, а на краку Oq тачка Q, обе<br />

различите од темена угла. Нека је P’ подножје нормале из P на Oq, Q’ подножје<br />

нормале из Q на Op и A пресечна тачка дужи PP’ и QQ’. Одреди угао под којим се<br />

секу праве OA и PQ.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

147


А<br />

Основне особине круга<br />

дефиниција<br />

Нека је k(O, r) произвољна кружница.<br />

Централни угао ове кружнице је сваки угао чије је теме тачка O<br />

(центар кружнице).<br />

Периферијски угао круга је сваки угао чије теме припада кружници,<br />

а краци <strong>са</strong>држе две његове тетиве.<br />

Сваком периферијском углу придружујемо кружни лук који:<br />

• је одређен тачкама пресека кружнице <strong>са</strong> краковима угла и<br />

• не <strong>са</strong>држи теме угла,<br />

и тада кажемо да посматрамо периферијски угао над тим кружним луком.<br />

теорема о централном<br />

и периферијском углу<br />

Периферијски угао је два пута мањи од одговарајућег централног угла<br />

(било које кружнице).<br />

Доказ. Разликујемо неколико случајева.<br />

1. случај. Један крак периферијског угла <strong>са</strong>држи центар круга.<br />

Троугао BCP је једнакокраки (CB ≅ CP), па су углови на његовој основици BP<br />

подударни, CBP ≅ CPB. Угао ACB је спољашњи угао ∆BCP, па је једнак збиру<br />

њему несуседних унутрашњих углова овог троугла:<br />

ACB ≅ CBP + CPB ≅ 2APB.<br />

2. случај. Унутрашњост периферијског угла <strong>са</strong>држи центар круга.<br />

Нека је PD пречник круга који <strong>са</strong>држи теме периферијског угла. Овај пречник<br />

дели периферијски угао APB на два нова периферијска угла APD и DPB, при чему<br />

по један крак сваког од њих <strong>са</strong>држи центар круга.<br />

На основу дока<strong>за</strong>ног у претходном случају имамо да је:<br />

ACD ≅ 2APD и DCB ≅ 2DPB.<br />

Сабирањем углова <strong>са</strong> десне и углова <strong>са</strong> леве стране добијамо да је:<br />

ACB ≅ ACD + DCB ≅ 2(APD + DPB) ≅ 2APB.<br />

3. случај. Периферијски угао не <strong>са</strong>држи центар круга.<br />

Поступамо слично као у претходном случају, <strong>са</strong>мо што овога пута одузимамо<br />

одговарајуће углове (видети слику горе десно):<br />

ACB ≅ DCB – DCA ≅ 2(DPB – DPA) ≅ 2APB. ■<br />

148<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Подударност<br />

Сви периферијски углови над истим луком су међусобно подударни (и једнаки<br />

су половини централног угла над истим луком).<br />

последица 1<br />

Сви периферијски углови над пречником (полукружницом) су прави. последица 2<br />

Угао између тангенте и тетиве која <strong>са</strong>држи тачку додира једнак је<br />

одговарајућем периферијском углу над луком одређеним том тетивом. (Теме<br />

одговарајућег периферијског угла налази <strong>са</strong> на луку који није у унутрашњости<br />

угла који <strong>за</strong>хватају тангента и тетива.)<br />

последица 3<br />

Доказ остављамо вама <strong>за</strong> вежбу. Дајемо <strong>са</strong>мо једну<br />

сугестивну илустрацију. Примећујете да смо на слици<br />

и<strong>за</strong>брали периферијски угао који <strong>са</strong>држи пречник круга.<br />

За овај периферијски угао тврђење се једноставно доказује<br />

применом теореме о угловима троугла и теореме наведене<br />

на маргини. Захваљујући последици 1, ово је довољно да<br />

би било дока<strong>за</strong>но тврђење у целини.<br />

Тангента и полупречник<br />

одређен тачком додира<br />

су нормални.<br />

Нека је A тачка која припада спољашњости кружнице k. Тангентна дуж<br />

из A на k је дуж чији је један крај тачка A, а други тачка додира<br />

кружнице k и тангенте из A.<br />

дефиниција<br />

Нека је A тачка која припада спољашњости кружнице k. Тангентне дужи из<br />

A на k су подударне.<br />

теорема<br />

о тангентним дужима<br />

Доказ ове теореме је једноставна<br />

примена става подударности, те га<br />

остављамо као <strong>за</strong>датак.<br />

За сваку тачку A која<br />

је у спољашњости неке<br />

кружнице k, постоје<br />

две тангенте на k које<br />

<strong>са</strong>држе A.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

149


В<br />

Тетивни четвороугао<br />

дефиниција<br />

Тетивни четвороугао је конвек<strong>са</strong>н четвороугао око кога се може опи<strong>са</strong>ти круг.<br />

теорема<br />

о тетивном четвороуглу<br />

У тетивном четвороуглу наспрамни углови су суплементни.<br />

Тангентни четвороугао<br />

дефиниција<br />

Доказ.<br />

Ако је ABCD тетивни четвороугао, пошто је конвек<strong>са</strong>н, темена A и C су <strong>са</strong><br />

различитих страна дијагонале BD. Одавде даље <strong>за</strong>кључујемо да DAB и BCD<br />

представљају периферијске углове, који одговарају централним угловима чији је<br />

збир два пута већи од опруженог угла. Ако искористимо теорему о централним и<br />

периферијским угловима, <strong>за</strong>кључујемо да је збир DAB + BCD једнак опруженом<br />

углу. Нај<strong>за</strong>д, према теореми о збиру углова четвороугла, следи да је и збир друга<br />

два наспрамна угла такође опружен угао. ■<br />

Тангентни четвороугао је конвек<strong>са</strong>н четвороугао у који се може упи<strong>са</strong>ти круг.<br />

теорема<br />

о тангентном четвороуглу<br />

Ако је ABCD тангентни четвороугао, онда је AB + CD ≅ BC + DA.<br />

AB + CD ≅ BC + DA<br />

Доказ.<br />

Нека је ABCD тангентни четвороугао. Нека су P, Q, R и S додирне тачке упи<strong>са</strong>не<br />

кружнице <strong>са</strong> страницама AB, BC, CD и DA. На основу теореме о тангентним<br />

дужима <strong>за</strong>кључујемо да је AP ≅ AS, BP ≅ BQ, CQ ≅ CR, DR ≅ DS. Дакле,<br />

AB + CD ≅ (AP + PB) + (CR + RD)<br />

≅ (AS + BQ) + (CQ + DS)<br />

≅ (CQ + BQ) + (AS + DS)<br />

≅ BC + DA. ■<br />

Тачна су и тврђења обратна претходним теоремама.<br />

• Ако су наспрамни углови конвексног четвороугла суплементни, онда је тај<br />

четвороугао тетиван.<br />

• Ако је у конвексном четвороуглу збир две наспрамне странице подударан збиру<br />

друге две наспрамне странице, онда је тај четвороугао тангентан.<br />

Доказе ових тврђења изостављамо.<br />

150<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Основне особине паралелограма и трапе<strong>за</strong><br />

А<br />

Посебно важну врсту четвороуглова образује пар паралелних правих који сече<br />

други пар паралелних правих.<br />

d<br />

a<br />

D<br />

b<br />

C<br />

Паралелограм је четвороугао чије су наспрамне странице паралелне.<br />

1. Суседни углови паралелограма су суплементни.<br />

2. Наспрамни углови паралелограма су подударни.<br />

3. Наспрамне странице паралелограма су подударне.<br />

4. Дијагонале паралелограма се у<strong>за</strong>јамно полове.<br />

c<br />

A<br />

B<br />

паралелограм ABCD<br />

особине паралелограма<br />

Доказ. Нека је ABCD произвољан паралелограм, при чему је AB || CD и BC || AD.<br />

Особине 1) и 2) су директне последице теорема о угловима <strong>са</strong> паралелним<br />

крацима.<br />

Особину 3) доказујемо применом става подударности УСУ и чињенице да су<br />

наизменични углови једнаки:<br />

AC ≅ AC<br />

DAC ≅ ACB (наизменични)<br />

DCA ≅ CAB (наизменични)<br />

УСУ<br />

∆ADC ≅ ∆CBA <br />

CD ≅ AB<br />

DA ≅ BC<br />

A<br />

D<br />

B<br />

C<br />

Докажимо и особину 4). Нека је O пресек дијагонала AC и BD.<br />

AB ≅ CD (особина 3)<br />

OAB ≅ OCD (наизменични)<br />

OBA ≅ ODC (наизменични)<br />

УСУ<br />

∆ABO ≅ ∆CDO <br />

AO ≅ OC<br />

BO ≅ OD<br />

■<br />

A<br />

D<br />

O<br />

B<br />

C<br />

Свако од наведених својстава имају <strong>са</strong>мо паралелограми. То ћемо у наставку и<br />

дока<strong>за</strong>ти. У наредној шеми испрекидане стрелице указују на одговарајуће теореме.<br />

Суседни углови четвороугла<br />

су суплементни.<br />

Наспрамни углови<br />

четвороугла су једнаки.<br />

Четвороугао је<br />

паралелограм.<br />

Наспрамне странице<br />

четвороугла су једнаке.<br />

Дијагонале четвороугла се<br />

у<strong>за</strong>јамно полове.<br />

Два оквира <strong>за</strong>једно <strong>са</strong> једном стрелицом која их повезује одговарају теореми<br />

која се може формули<strong>са</strong>ти на следећи начин: ако неки четвороугао <strong>за</strong>довољава<br />

својство наведено у оквиру из кога полази стрелица, онда <strong>за</strong>довољава и својство<br />

наведено у оквиру на који стрелица показује.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

151


6<br />

2<br />

1 57648 9<br />

теорема<br />

1. Ако су суседни углови четвороугла суплементни, онда је тај четвороугао<br />

паралелограм.<br />

2. Ако су наспрамни углови четвороугла подударни, онда је тај четвороугао<br />

паралелограм.<br />

3. Ако су наспрамне странице четвороугла подударне, онда је тај четвороугао<br />

паралелограм.<br />

4. Ако се дијагонале четвороугла у<strong>за</strong>јамно полове, онда је тај четвороугао<br />

паралелограм.<br />

D<br />

A<br />

B<br />

супротни углови<br />

D<br />

C<br />

A<br />

B<br />

C<br />

Доказ.<br />

1) Нека је ABCD четвороугао чији су суседни углови суплементни. Треба дока<strong>за</strong>ти<br />

да је ABCD паралелограм, тј. да су наспрамне странице паралелне.<br />

Углови код темена A и B су супротни углови које трансвер<strong>за</strong>ла AB образује <strong>са</strong><br />

правама AD и BC. Како су ови углови и суплементни, према теореми о супротним<br />

угловима на трансвер<strong>за</strong>ли, следи да су странице AD и BC морају бити паралелне.<br />

Како су и углови код темена B и C суплементни, из истих разлога следи да су<br />

странице AB и CD паралелне.<br />

2) Нека је ABCD четвороугао чији су наспрамни углови подударни. Како је збир<br />

углова у сваком четвроуглу два пута већи од опруженог угла, следи да је збир<br />

два суседна угла уоченог четвороугла једнак опруженом углу. Према тврђењу<br />

дока<strong>за</strong>ном под 1) следи да је ABCD паралелограм.<br />

3) Нека је ABCD четвороугао чији су наспрамне странице подударне, AB ≅ CD и<br />

BC ≅ AD.<br />

AB ≅ CD<br />

BD ≅ BD<br />

BC ≅ AD<br />

ССС<br />

∆ABD ≅ ∆CDB DAB ≅ BCD<br />

Слично се доказује да је ∆ABC ≅ ∆CDA, одакле је ABD ≅ CDA. Дакле, према 2)<br />

четвороугао ABCD је паралелограм.<br />

4) Нека је ABCD четвороугао чији се дијагонале четвороугла у<strong>за</strong>јамно полове.<br />

Нека је O пресек дијагонала AC и BD.<br />

AO ≅ OC<br />

AOB ≅ COD (унакрсни)<br />

BO ≅ OD<br />

СУС<br />

∆ABO ≅ ∆CDO AB ≅ CD<br />

Слично се доказује да је и ∆AOD ≅ ∆COB, одакле следи да је BC ≅ AD. Дакле, према<br />

3) четвороугао ABCD је паралелограм. ■<br />

152<br />

1. Задатак<br />

1. Ако су две наспрамне странице четвороугла паралелне, а друге две подударне,<br />

да ли тај четвороугао мора бити паралелограм?<br />

2. Ако су два наспрамна угла четвороугла подударна, да ли тај четвороугао мора<br />

бити паралелограм?<br />

3. Ако су два суседна угла четвороугла суплементна, да ли тај четвороугао мора<br />

бити паралелограм?<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Подударност<br />

Ако су две наспрамне странице четвороугла подударне и паралелне, онда је тај<br />

четвороугао паралелограм.<br />

Доказ. Претпоставимо да је ABCD четвороугао такав да је AB = CD и AB || CD.<br />

Тада је BD на трансвер<strong>за</strong>ли паралелних правих на којима се налазе странице AB и<br />

CD, па је према теореми о наизменичним угловима ABD ≅ BDC. Остаје још да<br />

се примени став СУС.<br />

BD ≅ BD<br />

ABD ≅ BDC (наизменични)<br />

AB ≅ CD<br />

СУС<br />

∆ABD ≅ ∆CDB AD ≅ BC<br />

Дакле, и друге две странице четвороугла ABCD се подударне, па је према 3) у<br />

претходној теореми овај четвороугао паралелограм. ■<br />

Ромб је четвороугао чије су све странице међусобно подударне.<br />

Правоугаоник је четвороугао чији су сви углови међусобно подударни.<br />

Квадрат је четвороугао код кога су све странице и сви углови подударни.<br />

На основу ових дефиниција, користећи претходне теореме, није тешко доћи до<br />

следећих <strong>за</strong>кључака.<br />

Специјалне врсте<br />

паралелограма<br />

• Сваки ромб је паралелограм.<br />

Заиста, ако су све странице четвороугла подударне, онда су специјално и<br />

наспрамне странице у<strong>за</strong>јамно подударне, па је четвороугао паралелограм према<br />

тврђењу (3) теореме <strong>са</strong> претходне стране.<br />

• Сваки правоугаоник је паралелограм.<br />

Ако су сви углови четвороугла подударни, онда су специјално и наспрамни<br />

углови у<strong>за</strong>јамно подударни, па је четвороугао паралелограм према тврђењу 1)<br />

теореме <strong>са</strong> претходне стране.<br />

• Сви углови правоугаоника су прави.<br />

Овај <strong>за</strong>кључак следи из чињенице да је збир унутрашњих углова четвороугла<br />

два пута већи од опруженог угла.<br />

• Квадрат је и ромб и правоугаоник.<br />

2. Задатак<br />

Докажи:<br />

1) Дијагонале правоугаоника су међусобно подударне.<br />

2) Дијагонале ромба се секу под правим углом.<br />

3) Дијагонала ромба полови угао код чија темена <strong>са</strong>држи.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

153


6<br />

2<br />

1 57648 9<br />

дефиниција<br />

Трапез је четвороугао чији је <strong>са</strong>мо један пар наспрамних страница паралелан.<br />

Подсетимо се неких познатих термина.<br />

Основице трапе<strong>за</strong> су његове паралелне странице.<br />

Краци трапе<strong>за</strong> су његове непаралелне странице.<br />

Висина трапе<strong>за</strong> је дуж чији крајеви припадају правама које <strong>са</strong>држе основице и<br />

која је нормална на ове праве.<br />

теорема<br />

Углови трапе<strong>за</strong> који належу на исти крак су суплементни.<br />

Директном применом теореме о супротним угловима добијамо доказ претходне<br />

теореме.<br />

дефиниција<br />

Трапез је једнакокраки ако су његови краци подударни.<br />

Трапез је правоугли ако је један његов крак нормалан на основице.<br />

Разлагање трапе<strong>за</strong><br />

на паралелограм и<br />

троугао правом која<br />

је паралелна једном<br />

краку, често је корисно<br />

приликом решавања<br />

<strong><strong>за</strong>датака</strong>.<br />

3.<br />

Једнакокраки трапез<br />

Правоугли трапез<br />

Задатак<br />

Докажи следећа тврђења.<br />

1) Дијагонале једнакокраког трапе<strong>за</strong> су подударне.<br />

2) Ако је један угао трапе<strong>за</strong> прав, онда је тај трапез правоугли.<br />

4.<br />

Задатак<br />

Докажи да су углови на било којој основици једнакокраког трапе<strong>за</strong> подударни.<br />

154<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Вектори<br />

А<br />

Значај вектора у физици и математици познат је из основне<br />

школе. Векторе можемо <strong>за</strong>мишљати као описе физичких<br />

величина које поред интензитета карактерише правац и смер<br />

деловања. У геометрију, векторе уводимо одговарајућим<br />

изједначавањем тзв. усмерених дужи.<br />

Усмерене дужи су одређене уређеним паровима тачака, при<br />

чему се прва координата пара проглашава почетком, а друга<br />

крајем одговарајуће усмерене дужи. Усмерену дуж чији је<br />

почетак тачка P, а крај тачка Q означавамо PQ .<br />

Две усмерене дужи AB и CD једне равни су једнаке, у ознаци AB = CD :<br />

• ако се налазе на паралелним правама (AB || CD), тј. истог су правца,<br />

• постоји права нормална на правац усмерених дужи таква да се полуправе<br />

AB и CD налазе <strong>са</strong> исте стране те праве, тј. истог су смера;<br />

• ако су дужи AB и CD подударне (AB ≅ CD), тј. истог су интензитета.<br />

P<br />

почетна<br />

тачка<br />

PQ<br />

D<br />

1<br />

Q<br />

<strong>за</strong>вршна<br />

тачка<br />

Приликом проучавања усмерених дужи посебно су корисна својства<br />

паралелограма, што показује наредна теорема коју нећемо доказивати.<br />

1. Ако је AB = CD и дужи AB и CD нису на истим правама, онда је четвороугао<br />

ABDC паралелограм.<br />

2. Усмерене дужи AB и CD су једнаке AB = CD акко дужи и имају <strong>за</strong>једничко<br />

средиште.<br />

3. Ако је KLMN паралелограм, онда је KL = NM и KN = LM .<br />

A<br />

B<br />

C<br />

1<br />

C<br />

N<br />

D<br />

M<br />

Посебно издвајамо најважније особине дефини<strong>са</strong>ног изједначавања усмерених<br />

дужи.<br />

K<br />

L<br />

1. Свака усмерена дуж је једнака <strong>са</strong>мој себи, AB = AB .<br />

2. Ако је AB = CD , онда је и CD = AB .<br />

3. Ако је AB = CD и CD = EF , онда је AB = EF .<br />

Вектор је скуп свих усмерених дужи које су међусобно једнаке.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

155


6<br />

2<br />

1 57648 9<br />

Векторе, то јест скупове међусобно једнаких усмерених дужи, означавамо малим<br />

латиничним словима надвученим стрелицом: a , b , c , ...<br />

Иако сваки вектор <strong>са</strong>држи бесконачно много усмерених дужи, довољно је <strong>за</strong>дати<br />

<strong>са</strong>мо једну од њих. Ако је дата нека усмерена дуж XY , онда све усмерене дужи<br />

једнаке <strong>са</strong> XY образују један вектор a . Једнакост a = XY , значи да је вектор a<br />

одређен усмереном дужи XY , одн. да је XY један представник вектора a . Слично,<br />

вектор одређен усмереном дужи XY краће се назива „вектор XY ”.<br />

Нека је a дати вектор. За сваку тачку O постоји јединствена тачка A таква да је<br />

a = OA .<br />

Доказ. Нека је XY произвољна усмерена дуж таква да је a = XY . Нека је p<br />

(јединствена) права која <strong>са</strong>држи O и паралелна је <strong>са</strong> XY, при чему допуштамо<br />

и да се p поклапа <strong>са</strong> правцем усмерене дужи XY (уколико су тачке O, X и Y<br />

колинеарне). И<strong>за</strong>беримо <strong>за</strong>тим полуправу Op 1<br />

p која је исто усмерена као XY .<br />

Тачка A је јединствена тачка полуправе Op 1<br />

, таква да је OA ≅ XY. ■<br />

a = AB<br />

B<br />

A<br />

–a = BA<br />

F 1 F 2<br />

Свим векторима придружујемо и вектор одређен „усмереном дужи”, чији се<br />

почетак и крај поклапају. Такве „усмерене дужи” означаваћемо XX <strong>за</strong> било<br />

коју тачку X. Знаке навода користимо јер овде није реч о усмереним дужима у<br />

уобичајеном смислу. Сматрамо да су све усмерене дужи XX <strong>за</strong> било коју тачку<br />

X међусобно једнаке. Вектор одређен овим усмереним дужима обележавамо 0 и<br />

називамо га нула-вектор.<br />

Ако је a = AB , онда се вектор одређен усмереном дужи BA назива супротним<br />

вектором вектора a и обележава се –a .<br />

Пример 1.<br />

Аутомобили, ракете, тела која падају, фудбалске лопте – сви се крећу под дејством<br />

неке силе. А силе су векторске величине, јер су поред интензита којим се дејствује<br />

на неки објекат, важни и правац и смер деловања. Основу <strong>за</strong> проучавање кретања<br />

под дејством сила чине три чувена Њутнова <strong>за</strong>кона. Трећи Њутнов <strong>за</strong>кон (познат<br />

као <strong>за</strong>кон акције и реакције), грубо речено, каже да „свакој сили акције F 1<br />

одговара сила реакције F 2<br />

која је једнаког интензитета и супротног смера”, што се<br />

исказује једноставном формулом F 1<br />

= –F 2<br />

. <br />

156<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Подударност<br />

Две усмерене дужи су надове<strong>за</strong>не ако је <strong>за</strong>вршна тачка једне усмерене дужи<br />

истовремено почетна тачка друге усмерене дужи. Збир надове<strong>за</strong>них усмерених<br />

дужи AB и BC је усмерена дуж AC , AB + BC = AC .<br />

Није тешко уочити да из AB = A 1<br />

B 1<br />

и BC = B 1<br />

C 1<br />

следи да је AC = A 1<br />

C 1<br />

,<br />

AB + BC = AC . Ова чињеница омогућава да дефинишемо збир било која два<br />

вектора a и b ослањајући се на <strong>са</strong>бирање погодно и<strong>за</strong>браних надове<strong>за</strong>них<br />

усмерених дужи. Након што произвољно и<strong>за</strong>беремо усмерену дуж која је<br />

представник вектора a , a = XY , представник вектора b је јединствено одређен<br />

тачком Z таквом да је b = YZ . Збир вектора a и b је вектор одређен усмереном<br />

дужи XZ , a + b = XZ .<br />

Y<br />

a<br />

X<br />

U<br />

Z<br />

a + b<br />

V<br />

b<br />

Ако је a = XY и b = YZ , збир вектора a + b одређује усмерена дуж XZ :<br />

a + b = XY + YZ = XZ .<br />

Ако су x , y и z произвољни вектори, онда је:<br />

1. x + (y + z ) = (x + y ) + z (<strong>са</strong>бирање вектора је асоцијативно),<br />

2. x + y = y + x (<strong>са</strong>бирање вектора је комутативно),<br />

3. x + 0 = x (нула-вектор је неутрал <strong>за</strong> <strong>са</strong>бирање),<br />

4. x + (–x ) = 0 .<br />

Доказ.<br />

1. И<strong>за</strong>беримо представнике вектора x , y и z тако да буду надове<strong>за</strong>не усмерене<br />

дужи: x = AB , y = BC и z = CD . Тада је:<br />

x + (y + z ) = AB + (BC + CD ) = AB + BD = AD и<br />

(x + y ) + z = AB + (BC ) + CD = AC + CD = AD .<br />

2. И<strong>за</strong>беримо представнике вектора x и y тако да буду надове<strong>за</strong>не усмерене дужи:<br />

x = AB , y = BC. Тада је x + y = AB + BC = AC . Ако је D јединствена тачка таква<br />

да је x = CD , онда је y + x = BC + CD = BD . Ако тачке A, B и C нису колинеарне,<br />

онда из AB = CD следи да је ABDC паралелограм, па је AC = BD , тј. x + y = y + x .<br />

До истог <strong>за</strong>кључка долазимо у случају да су A, B и C колинеарне. Изостављамо ова<br />

разматрања, <strong>за</strong>снована на једноставним применама аксиома подударности.<br />

3. Нека је x = AB . Тада је x + 0 = AB + BB = AB = x .<br />

4. Ако је x = AB , онда је –x = BA , па је x + (–x ) = AB + BA = AA = 0 . ■<br />

D<br />

z<br />

x + y + z<br />

A<br />

y<br />

x<br />

B<br />

C<br />

x<br />

D<br />

x + y<br />

y<br />

y + x<br />

A<br />

x<br />

B<br />

C<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

157


6<br />

2<br />

1 57648 9<br />

Пример 2.<br />

Асоцијативност <strong>са</strong>бирања вектора (тврђење под 1 у претходној теореми)<br />

омогућава нам да <strong>за</strong>немаримо <strong>за</strong>граде приликом одређивања збирова више од два<br />

вектора.<br />

Једноставном применом правила полигона добијамо да је <strong>за</strong><br />

сваке три тачке A, B и C тачна једнакост AB + BC + CA = 0 .<br />

Аналогна једнакост важи и <strong>за</strong> било који број тачака.<br />

A 1<br />

A 2<br />

+ A 2<br />

A 3<br />

+ A 3<br />

A 4<br />

+ ... + A n – 1<br />

A n<br />

+ A n<br />

A 1<br />

= 0 <br />

Последица тврђења 2. у теореми <strong>са</strong> претходне стране јесте<br />

такозвано правило паралелограма <strong>за</strong> <strong>са</strong>бирање два вектора.<br />

Два вектора <strong>са</strong>бирамо по овом правилу тако што <strong>за</strong> њихове<br />

представнике бирамо усмерене дужи <strong>са</strong> истим почетком,<br />

а <strong>за</strong>тим одредимо вектор положаја, у односу на <strong>за</strong>једнички<br />

почетак, четвртог темена паралелограма одређеног<br />

и<strong>за</strong>браним представницима.<br />

дефиниција<br />

Одузети вектор x од вектора y значи вектор y <strong>са</strong>брати<br />

<strong>са</strong> супротним вектором вектора x . Дакле, y – x = y + (–x ).<br />

Вектор y – x назива се разлика вектора y и x .<br />

Пример 2.<br />

На слици доле десно дати су вектори x , y и z . Конструишимо вектор<br />

v = (x + y – z ) + (x – y + z ).<br />

Приметите да је овај <strong>за</strong>датак типа „одреди вредност изра<strong>за</strong> ако су дате вредности<br />

променљивих...”. Решава се као и остали слични <strong>за</strong>даци из алгебре <strong>са</strong> којима сте се<br />

већ срели.<br />

Упростимо најпре дати векторски израз користећи особине<br />

операција наведене на претходној страни:<br />

v = (x + y – z ) + (x – y + z ) = x + y – z + x – y + z<br />

= x + x + y – y – z + z = x + x .<br />

Дакле, вектор v не <strong>за</strong>виси од вектора y и z . Као што се очекује,<br />

добијени резултат означавамо краће <strong>са</strong> 2x . <br />

158<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Подударност<br />

Производ реалног броја и вектора уводимо користећи веома блиску везу између<br />

скупа реалних бројева и тачака неке праве.<br />

Производ реалног<br />

броја и вектора<br />

Свака усмерена дуж OX одређује бројевну<br />

праву тако да тачки O одговара број 0, а тачки X<br />

одговара број 1 (дуж OX је дакле јединична дуж).<br />

Тада свакој тачки праве R одговара јединствени<br />

реални број r. Подсећамо, број r називамо и<br />

координата тачке R и пишемо R(r).<br />

Штавише, сваки реалан број је координата тачно<br />

једне тачке.<br />

– 1 2 2 –2 a –1 2 0 x 1 b 2 3 3<br />

A<br />

O X B<br />

2 2 –2x 2x<br />

– 1 2 x 3 x<br />

bx<br />

ax<br />

Нека је r реалан број и x не-нула вектор, при чему је OX (било која) усмерена<br />

дуж која одређује x . Ако на бројевној правој одређеној <strong>са</strong> OX реалном броју r<br />

одговара тачка R, онда је rx вектор одређен усмереном дужи OR .<br />

Посебно, r0 = 0 , <strong>за</strong> било који реалан број r.<br />

Претходна дефиниција битно се <strong>за</strong>снива на вези између скупа R и праве. Ту везу<br />

детаљно разматрамо у поглављу Сличност. Тада ћемо опи<strong>са</strong>ти и мерење дужине<br />

дужи. Ипак, да би ова прича о векторима била што потпунија, у наставку лекције<br />

подразумевамо знање о дужини дужи из основне школе. Интензитет вектора<br />

x = OX једнак је дужини дужи OX и обележава се |x |.<br />

0x = 0<br />

1x = x<br />

–1x = –x<br />

2x = x + x<br />

–2x = –x + (–x )<br />

3x = x + x + x<br />

...<br />

Два не-нула вектора су колинеарна ако их одређују усмерене дужи истог<br />

правца. Нула вектор је колинеаран <strong>са</strong> сваким вектором.<br />

Издвајамо два тврђења у вези <strong>са</strong> колинеарним векторима. Доказе изостављамо.<br />

За било који вектор x и било који број r из R, вектори x и rx су колинеарни и<br />

важи |rx | = |r| · |x |. Штавише, ако је r > 0, векторе x и rx одређују<br />

усмерене дужи истог смера, а ако је r < 0, ове векторе одређују усмерене<br />

дужи супротних смерова.<br />

Ако су x и y колинеарни не-нула вектори, онда постоји реалан број r такав да<br />

је y = rx . Штавише,<br />

• ако су x и y одређени усмереним дужима истог смера, онда је r = |y |<br />

|x | ;<br />

• ако су x и y одређени усмереним дужима супротних смерова,<br />

онда је r = – |y |<br />

|x | .<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

159


6<br />

2<br />

1 57648 9<br />

У наставку издвајамо најважније особине производа броја и вектора.<br />

1) (k + l)x = kx + lx , <strong>за</strong> сваки вектор x и све k и l из R.<br />

2) k(lx ) = (k · l) x , <strong>за</strong> сваки вектор x и све k и l из R.<br />

3) kx + ky = k(x + y ), <strong>за</strong> све векторе x и y , и све k из R.<br />

–1kx<br />

x<br />

kx<br />

lx<br />

–1 – 1 0 1 1 1 2<br />

2<br />

3<br />

x<br />

kx<br />

(k + l)x<br />

2 1 2<br />

– 1 1 1<br />

2 kx 1 kx<br />

3 kx 2 kx 2 1 2 kx<br />

Особине 1) и 2) постају јасне ако се<br />

ослонимо на уобичајену интерпретацију<br />

збира и производа два реална броја<br />

прика<strong>за</strong>на на бројевној правој (слике<br />

десно). Детаљна обазложења изостављамо.<br />

x<br />

kx<br />

У поглављу Сличност, посебна пажња биће посвећена особини 3). Наиме, особина<br />

3) је једна од бројних варијанти чувене Талесове теореме.<br />

y<br />

Вектори су често корисни да се уоче и докажу разна тврђења геометрије. То ћемо<br />

илустровати доказујући неке теореме познате из основне школе.<br />

ky<br />

Примене вектора<br />

C<br />

Подсећамо, дуж чије су крајње тачке средишта две странице троугла, назива се<br />

средња линија тог троугла.<br />

Средња линија троугла паралелна је наспрамној страници и<br />

два пута је краћа од ње.<br />

A<br />

b<br />

B 1<br />

c<br />

m<br />

A 1<br />

a<br />

B<br />

Нека је m = A 1<br />

B 1<br />

средња линија ∆ABC наспрамна страници AB. Уочимо векторе:<br />

c = AB , b = AC , a = CB , m = B 1<br />

A 1<br />

. Жељено тврђење о средњој линији троугла<br />

изводимо из следећих једнакости:<br />

m = B 1<br />

C + CA 1<br />

= 1 2 b + 1 2 a = 1 2 (b + a ) = 1 2 c .<br />

Из једнакости m = 1 2<br />

c , односно 2m = c изводимо следећа два <strong>за</strong>кључка:<br />

A<br />

160<br />

E<br />

D<br />

средња<br />

линија<br />

C<br />

F<br />

B<br />

• вектори m и c су колинеарни, што значи да се страница c и средња линија m<br />

налазе на паралелним правама;<br />

• интензитет вектора c је два пута већи од интензитета вектора m , тј. c = 2m. ■<br />

1. Задатак<br />

Дуж чије су крајње тачке средишта кракова неког трапе<strong>за</strong> назива се средња линија<br />

тог трапе<strong>за</strong>. Докажи да је средња линија трапе<strong>за</strong> паралелна његовим основицама и<br />

једнака полузбиру основица.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Тежишна дуж троугла је дуж чија је једна крајња тачка теме тог троугла, а<br />

друга средиште наспрамне странице.<br />

C<br />

ta<br />

Б<br />

A 1<br />

Сваки троугао има три тежишне дужи. Уобичајено је да се у троуглу ABC тежишне<br />

дужи из темена A, B и C редом обележавају t a<br />

, t b<br />

и t c<br />

. Користећи теорему о средњој<br />

линији троугла изводимо основну теорему о тежишним дужима троугла.<br />

Тежишне дужи троугла секу се у једној тачки. Заједничка тачка тежишних<br />

дужи сваку од њих дели у односу 2 : 1.<br />

Доказ. Нека су A 1<br />

и B 1<br />

редом средишта страница BC и CA. Дуж A 1<br />

B 1<br />

је средња<br />

линија троугла ABC, па је према теореми о средњој линији троугла A 1<br />

B 1<br />

|| AB и<br />

AB = 2A 1<br />

B 1<br />

.<br />

Нека је T пресек тежишних дужи AA 1<br />

и BB 1<br />

, a A 2<br />

и B 2<br />

редом средишта дужи AT и<br />

BT. Дуж A 2<br />

B 2<br />

је средња линија троугла ABT, па је A 2<br />

B 2<br />

|| AB и AB = 2A 2<br />

B 2<br />

.<br />

Дакле, A 1<br />

B 1<br />

и A 2<br />

B 2<br />

су подударне и паралелне дужи, одакле следи да је A 2<br />

B 2<br />

A 1<br />

B 1<br />

паралелограм. Дијагонале паралелограма се полове, па је TA 1<br />

= TA 2<br />

и TB 1<br />

= TB 2<br />

.<br />

Дакле, TA = 2TA 1<br />

и TB = 2TB 1<br />

, што значи да тачка T дели тежишне дужи AA 1<br />

и BB 1<br />

у односу 2 : 1.<br />

A<br />

A<br />

B 1<br />

C<br />

A 1<br />

T<br />

A 2 B 2<br />

C<br />

B<br />

B<br />

Ако <strong>са</strong> T’ означимо пресек тежишних дужи BB 1<br />

и CC 1<br />

, аналогно претходном<br />

доказујемо да је T’B = 2T’B 1<br />

и T’C = 2T’C 1<br />

, одн. да T’ дели тежишне дужи BB 1<br />

и<br />

CC 1<br />

у односу 2 : 1. Закључујемо да T и T’ морају бити исте тачке, чиме је теорема<br />

дока<strong>за</strong>на. ■<br />

A<br />

B 1<br />

C 2<br />

T'<br />

B 2<br />

C 1<br />

B<br />

Пример 3.<br />

Дат је троугао ABC и нека су A’, B’ и C’ средишта страница BC, CA и AB. Докажимо<br />

да је AA’ + BB’ + CC’ = 0 .<br />

AA’ + BB’ + CC’ = (AB + BA’ ) + (BC + CB’ ) + (CA + AC’ )<br />

= ( AB + 1 2 BC ) + ( BC + 1 2 CA ) + ( CA + 1 2 AB )<br />

= 3 2<br />

(AB + BC + CA ) = 0 . <br />

Бројне примене вектора <strong>за</strong>сноване су на наредној важној теореми.<br />

Нека су x и y неколинеарни вектори једне равни. Тада <strong>за</strong> сваки вектор z исте<br />

равни постоје јединствени бројеви a и b такви да је z = ax + by .<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

161


6<br />

2<br />

1 57648 9<br />

Y<br />

Y'<br />

by<br />

x<br />

y<br />

Z<br />

z = ax + by<br />

X<br />

X'<br />

Доказ. Ако је вектор z колинеаран <strong>са</strong> једним од вектора x и y , онда се тврђење<br />

једноставно доказује. На пример, ако је z колинеаран <strong>са</strong> x , онда је z = ax , <strong>за</strong> неки<br />

реалан број a, па је z = ax + 0y .<br />

Претпоставимо да међу векторима x , y и z нема колинеарних. Нека је O<br />

произвољна тачка одговарајуће равни, а тачке X, Y, Z такве да је x = OX , y = OY<br />

и z = OZ . Нека је X’ пресек праве кроз Z паралелне <strong>са</strong> OY , а Y’ пресек праве кроз<br />

Z паралелне <strong>са</strong> OX . Тада је OZ = OX’ + OY’ . Вектори OX и OX’ су колинеарни, па<br />

постоји број a такав да је OX’ = aOX . Такође, вектори OY и OY’ су колинеарни, па<br />

постоји број b такав да је OY’ = bOY .<br />

Дакле, z = OZ = OX’ + OY’ = aOX + bOY = ax + by .<br />

O<br />

ax<br />

Остаје још да покажемо да су бројеви a и b јединствени. Заиста, ако би било<br />

z = a 1<br />

x + b 1<br />

y , <strong>за</strong> неке a 1<br />

и b 1<br />

, при чему је a ≠ a 1<br />

или b ≠ b 1<br />

, имали бисмо да је<br />

ax + by = a 1<br />

x + b 1<br />

y , односно (a – a 1<br />

)x + (b 1<br />

– b)y = 0 , одакле би следило да су x и y<br />

колинеарни, супротно полазној претпоставци. Дакле, a = a 1<br />

и b = b 1<br />

. ■<br />

Приказивање вектора z компланарног <strong>са</strong> неколинеарним векторима x и y у<br />

облику z = ax + by назива се разлагање вектора z по x и y .<br />

Пример 4.<br />

Приликом кретања тела низ стрму (косу) раван, сила теже F се разлаже<br />

на такозвану активну компоненту F a<br />

, паралелну <strong>са</strong> стрмом равни, и<br />

такозвану нормалну компоненту F n<br />

, која је нормална на стрму раван. <br />

Пример 5.<br />

Нека је ABC произвољан троугао, O центар опи<strong>са</strong>не кружнице, H<br />

ортоцентар и A’, B’ и C’ средишта страница BC, CA и AB.<br />

Докажимо да је AH = 2OA’ , BH = 2OB’ , CH = 2OC’ .<br />

Вектори AH и OA’ су колинеарни (правци су им нормални на BC), па је<br />

AH = aOA’ <strong>за</strong> неки реалан број a. Аналогно <strong>за</strong>кључујемо да је BH = bOB’ <strong>за</strong><br />

неки реалан број b. Једноставно се уочава да је B’A’ = OA’ – OB’ и<br />

AB = AH + HB = aOA’ – bOB’ . Из теореме о средњој линији троугла следи да<br />

је AB = 2B’A’ , па је AB = 2OA’ – 2OB’ . Дакле, aOA’ – bOB’ = 2OA’ – 2OB’ ,<br />

то јест<br />

(a – 2)OA’ + (2 – b)OB’ = 0 .<br />

Пошто вектори OA’ и OB’ нису колинеарни, следи да је a – 2 = 0 и 2 – b = 0,<br />

одакле добијамо прве две једнакости. <br />

162<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Геометријске конструкције<br />

Б<br />

Из основне школе су познате једноставне конструкције:<br />

• преношење дужи;<br />

• преношење углова;<br />

• конструкција симетрале дужи, а тиме и средишта дужи;<br />

• конструкција симетрале угла;<br />

• конструкција нормале на праву из дате тачке.<br />

Поред ових конструкција, у једноставне се убрајају и следеће конструкције.<br />

• Конструкција праве кроз дату тачку која је паралелна датој правој.<br />

Нагласимо да цртање тражене паралеле<br />

коришћењем помоћног троугаоног лењира<br />

није геометријска конструкција.<br />

Лењир и шестар су<br />

једини допуштени<br />

„алати” при<br />

геометријским<br />

конструкцијама.<br />

Конструкције изводимо употребом<br />

<strong>са</strong>мо једног лењира и шестара: најпре<br />

конструишемо нормалу на дату праву из<br />

дате тачке, а <strong>за</strong>тим нормалу из исте тачке<br />

на управо конструи<strong>са</strong>ну праву.<br />

• Конструкција троугла на основу неког од ставова подударности, то јест на<br />

основу „података” о којима говори неки од ставова.<br />

p<br />

a<br />

(ССС) Конструкција троугла чије су странице подударне трима датим дужима a,<br />

b и c, таквим да је свака од њих мања од збира преостале две, то јест a < b + c,<br />

b < c + a, c < a + b.<br />

(СУС) Конструкција троугла чије су две странице подударне датим дужима a и<br />

b, а угао <strong>за</strong>хваћен тим страницама је подударан датом углу γ, при чему је γ мањи<br />

од опруженог угла.<br />

(УСУ) Конструкција троугла чија је једна страница подударна датој дужи a, а<br />

углови који на ту страницу належу су подударни датим угловима β и γ, при чему<br />

је збир углова β и γ мањи од опруженог угла.<br />

(ССУ) Конструкција троугла чије су две странице подударне датим дужима a и<br />

b, при чему је a > b, а угао наспрам веће странице (то јест оне која је подударна<br />

<strong>са</strong> a) подударан је датом углу α, који је мањи од опруженог угла.<br />

Приметите да је при<br />

свакој конструкцији<br />

троугла на основу<br />

неког од ставова<br />

подударности<br />

конструи<strong>са</strong>ни троугао<br />

јединствен, у смислу<br />

да је подударан<br />

сваком троуглу који<br />

<strong>за</strong>довољава постављене<br />

услове.<br />

b<br />

c<br />

СУС<br />

b<br />

УСУ<br />

c c c<br />

a<br />

b<br />

c<br />

ССС<br />

b<br />

c<br />

a<br />

b<br />

c<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

ССУ<br />

b<br />

c<br />

163


6<br />

2<br />

1 57648 9<br />

Основне етапе решавања сложенијег конструктивног <strong>за</strong>датка илустроваћемо у<br />

наредном примеру.<br />

Пример 1.<br />

Конструишимо ∆ABC тако да је збир страница<br />

AB и AC подударан датој дужи d, а углови код<br />

темена A и B су подударни датим угловима α и β.<br />

Краћа формулација<br />

овог <strong>за</strong>датка би гласила:<br />

конструиши ∆ABC ако је<br />

дато b + c, α, β.<br />

Анали<strong>за</strong> је прва<br />

етапа решавања<br />

конструктивног<br />

<strong>за</strong>датка. Трага се <strong>за</strong><br />

начином како на основу<br />

датих података извести<br />

жељену конструкцију.<br />

Анали<strong>за</strong> је главна етапа<br />

<strong>за</strong> решавача и ако се<br />

она успешно обави,<br />

<strong>за</strong>датак је „скоро готов”.<br />

Основне вештине<br />

неопходне <strong>за</strong> анализу<br />

су свакако знање и<br />

домишљатост.<br />

Анали<strong>за</strong>.<br />

Нацртајмо произвољан троугао ABC и<br />

означимо оне његове елементе који се<br />

појављују међу датим подацима.<br />

Задатак ће бити решен ако смислимо како да<br />

„допунимо” слику и <strong>за</strong>датак сведемо на неку<br />

једноставну конструкцију.<br />

Како нам је дат збир AB + AC, од користи ће бити надовезивање ових страница<br />

(види слику). Нека је D тачка таква да је D – A – B и DA ≅ AC. Тада је DB ≅ d.<br />

Међутим, тада су нам познати углови ∆DBC који належу на DB:<br />

• CDA ≅ α/2, јер је ∆DAC једнакокраки, па је CDA ≅ DCA, али је и<br />

CDA + DCA ≅ CAB ≅ α (спољашњи угао једнак је збиру несуседних<br />

унутрашњих), те је CDA ≅ DCA ≅ α/2;<br />

• DBC = ABC ≅ β.<br />

Конструкција је<br />

поступак којим се,<br />

на основу датих<br />

података, лењиром и<br />

шестаром конструише<br />

тражена фигура. Чини<br />

је низ једноставних<br />

конструкција чији смо<br />

редослед открили током<br />

анализе.<br />

Овим смо конструкцију свели на једноставну конструкцију ∆DBC (по ставу УСУ).<br />

Конструкција.<br />

Најпре конструишемо ∆DBC, чија је једна страница DB подударна датој дужи d, a<br />

углови код темена D и B су подударни угловима α/2 и β. Након тога, конструишемо<br />

симетралу s странице DC. Означимо <strong>са</strong> A пресек симетрале s и странице DB.<br />

Дати подаци<br />

Конструкција<br />

Докажимо да је ∆ABC тражени троугао.<br />

164<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Подударност<br />

Доказ.<br />

Како тачка A припада симетрали дужи DC, онда је AD ≅ AC. Одавде даље<br />

<strong>за</strong>кључујемо да је<br />

AC + AB ≅ DA + AB ≅ DB.<br />

Како је по конструкцији BD ≅ d, следи да је збир страница AB и AC троугла ABC<br />

<strong>за</strong>иста једнак датој дужи d.<br />

Такође, ∆DAC је једнакокраки, па је CDA ≅ DCA. Како је по конструкцији<br />

CDA ≅ α/2, следи и да је DCA ≅ α/2. Угао CAB је спољашњи угао ∆DAC и као<br />

такав једнак је збир несуседних унутрашњих углова, па је узимајући у обзир<br />

претходно<br />

CAB ≅ CDA + DCA ≅ α/2 + α/2 ≅ α.<br />

Нај<strong>за</strong>д, по конструкцији је ABC = DBC ≅ β.<br />

Дискусија.<br />

Да би постављени <strong>за</strong>датак имао решења, неопходно је да збир углова α и β буде<br />

мањи од опруженог угла. У супротном <strong>за</strong>датак нема решења. <br />

1.<br />

2.<br />

Задатак<br />

1. Наведи једноставне конструкције од којих се <strong>са</strong>стоји конструкција у<br />

претходном примеру.<br />

2. Наведи све теореме на које се ослања доказ коректности конструкције из<br />

претходног примера.<br />

Задатак<br />

Конструиши ∆ABC ако је дато a + b + c, α, β.<br />

Доказом се потврђује<br />

да конструи<strong>са</strong>на<br />

фигура <strong>за</strong>довољава<br />

постављене услове.<br />

Доказ се углавном<br />

ослања на анализу, јер<br />

се при анализирању<br />

мора водити рачуна о<br />

особинама фигуре.<br />

За успешан доказ<br />

неопходно је познавање<br />

важних теорема, али<br />

и вештина њиховог<br />

комбиновања.<br />

Дискусија подразумева<br />

утврђивање услова<br />

под којим је могуће<br />

извршити <strong>за</strong>дату<br />

конструкцију, као<br />

и броја међусобно<br />

неподударних фигура<br />

које <strong>за</strong>довољавају<br />

те услове. Дискусија<br />

се често <strong>за</strong>снива<br />

на разматрању<br />

међусобног одно<strong>са</strong><br />

правих и кругова које<br />

конструишемо.<br />

Упутство. Детаљно решење постављеног <strong>за</strong>датка испиши по угледу на претходни<br />

пример. На слици испод дата је слика на основу које је једноставно извршити<br />

анализу.<br />

3.<br />

Задатак<br />

Конструиши ∆ABC ако је дато:<br />

1) b + c, β, γ;<br />

2) a, b + c, β;<br />

3) a, b + c, α<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

165


6<br />

2<br />

1 57648 9<br />

Пример 2.<br />

Конструишимо ∆ABC, ако је дато a, b, h c<br />

.<br />

Анали<strong>за</strong>. Нацртајмо произвољан ∆ABC и означимо <strong>са</strong> D<br />

подножје висине из C. Након конструкције ∆CDB (став<br />

ССУ), једноставно је конструи<strong>са</strong>ти тражени троугао.<br />

Конструкција је дата на наредној слици.<br />

Приметимо да <strong>за</strong> и<strong>за</strong>бране податке постоје<br />

два неподударна троугла која <strong>за</strong>довољавају<br />

постављене услове.<br />

Доказ. Да конструи<strong>са</strong>ни троугао <strong>за</strong>довољава постављене услове, следи директно<br />

по конструкцији.<br />

Дискусија. Опи<strong>са</strong>ну конструкцију је могуће извести уколико је h c<br />

< a и h c<br />

< b. У<br />

супротном <strong>за</strong>датак нема решења.<br />

Ако су испуњени наведени услови, <strong>за</strong>датак има јединствено решење ако је a ≅ b, a<br />

ако a и b нису подударне дужи, онда има два решења.<br />

4.<br />

5.<br />

Задатак<br />

Конструиши ∆ABC, ако је дато α, β, h c<br />

.<br />

Задатак<br />

Конструиши ∆ABC, ако је дато a, b, t c<br />

.<br />

Упутство. Досетка <strong>за</strong> ову конструкција прика<strong>за</strong>на је на слици<br />

десно. Прво треба конструи<strong>са</strong>ти ∆CEB (став ССС), <strong>за</strong>тим наћи<br />

средиште дужи CE и нај<strong>за</strong>д тачку A такву да је D средиште дужи<br />

AB. Доказ да је конструкција коректна своди се на доказ да је<br />

∆CAD ≅ ∆EBD. У дискусији се треба позвати на неједнакост<br />

троугла.<br />

166<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Подударност<br />

Пример 3.<br />

Размотримо конструкцију трапе<strong>за</strong> ABCD, чија је краћа основица CD подударна<br />

датој дужи b, краци BC и AD су подударни дужима c и d и чија је висина<br />

подударна датој дужи h.<br />

Није тешко уочити да се дати конструктиван <strong>за</strong>датак<br />

може свести на конструкцију из примера 2 (види слику<br />

десно).<br />

Заиста, након конструкције ∆EBC (чије су нам две<br />

странице познате, као и висина која одговара трећој)<br />

једноставно је <strong>за</strong>вршити конструкцију.<br />

Конструкцију<br />

четвороугла углавном<br />

најпре треба свести<br />

на конструкцију неког<br />

троугла.<br />

Као и у примеру 2, доказ је једноставан: поред позивања на конструкцију,<br />

потребно је применити и теорему о страницама паралелограма.<br />

Дискусија је потпуно аналогна дискусији из примера 2. Наведите услове под<br />

којима <strong>за</strong>датак нема решења, под којима има једно, а под којим има два. <br />

Пример 4.<br />

Нека су дате две различите тачке A и B и права p. Конструишимо кружницу k која<br />

<strong>са</strong>држи тачке A и B, а њен центар припада правој p.<br />

Анали<strong>за</strong>. Ако тачке A и B обе припадају некој<br />

кружници, онда, центар кружнице припада<br />

симетрали дужи AB.<br />

Конструкција. Прво конструишемо симетралу s AB<br />

дужи AB. Нека је O пресек симетрале s AB<br />

и праве p.<br />

Кружница k(O, OA) је тражена кружница.<br />

Доказ. Према конструкцији, следи да тачка A припада кружници k(O, OA) и да<br />

се центар ове кружнице налази на правој p. Остаје још да се докаже да B такође<br />

припада овој кружници. Међутим, то следи из чињенице да O s AB<br />

, па је OA ≅ OB.<br />

Дискусија. Задатак има јединствено решење уколико права одређена тачкама A<br />

и B није нормална на p. Ако јесте, <strong>за</strong>датак нема решења у случају да симетрала s AB<br />

и права p немају <strong>за</strong>једничких тачака, или има бесконачно много решења ако је p<br />

симетрала дужи AB. <br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

167


6<br />

2<br />

1 57648 9<br />

Важне примене у конструктивним <strong>за</strong>дацима имају последице теореме о<br />

централним и периферијским угловима о којима је било речи на страни 149.<br />

теорема<br />

Сви периферијски углови над пречником (полукружницом) су прави.<br />

Пример 5.<br />

Из тачке A која је у спољашњости кружнице k, конструишимо тангенте на k.<br />

Нека је O центар кружнице k.<br />

Како је угао између тангентe и<br />

полупречника одређеног тачком<br />

додира прав угао, следи да се тачкa<br />

додира налази на кружници којој је<br />

дуж OA пречник.<br />

Дакле, најпре треба конструи<strong>са</strong>ти средиште S дужи OA, а <strong>за</strong>тим кружницу<br />

k(S, SO). Пресечне тачке T 1<br />

и T 2<br />

кружница k и k(S, SO) су тачке додира тангенти<br />

које треба конструи<strong>са</strong>ти. Једна тангента је права одређена тачкама T 1<br />

и A, а друга<br />

је права одређена тачкама T 2<br />

и A. <br />

дефиниција<br />

Нека је дата нека дуж AB и тачка P ван ње. Ако је APB = φ, кажемо да се из<br />

тачке P дуж AB види под углом φ.<br />

6. Задатак<br />

Конструиши скуп свих тачака из којих се дата дуж AB види под правим углом.<br />

Скуп свих тачака из<br />

којих се дуж AB види<br />

под правим углом<br />

је кружница над<br />

пречником AB.<br />

7. Задатак<br />

Конструиши правоугли ∆ABC <strong>са</strong> правим углом у темену C тако да је хипотену<strong>за</strong><br />

подударна датој дужи c, а висина која одговара хипотенузи подударна је дужи h c<br />

.<br />

Упутство је дато сликом <strong>са</strong><br />

десне стране.<br />

168<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Подударност<br />

Угао између тангенте и тетиве која <strong>са</strong>држи тачку додира једнак је<br />

одговарајућем периферијском углу над луком одређеним том тетивом.<br />

теорема<br />

Ова теорема нам омогућава још једну важну конструкцију.<br />

Пример 6.<br />

Нека је дата дуж AB и угао φ. Конструишимо скуп свих тачака из којих се дуж AB<br />

види под углом φ.<br />

Тражена конструкција је на сликама изнад прика<strong>за</strong>на<br />

„корак по корак”. <br />

8. Задатак<br />

Конструиши ∆ABC ако је дато a, α, h a<br />

.<br />

Лењиром и шестаром није могуће конструи<strong>са</strong>ти угао од 20°<br />

Проблем трисекције угла је древни антички проблем: „Да ли је могуће<br />

употребом <strong>са</strong>мо лењира и шестара сваки угао поделити на три подударна угла<br />

конструкцијом две полуправе?”<br />

Много векова су математичари безуспешно покушавали да реше овај проблем.<br />

Тек у XIX веку, два миленијума након формулације проблема, дока<strong>за</strong>но је да<br />

није могуће извршити трисекцију било ког угла. Коришћењем метода алгебре,<br />

пока<strong>за</strong>но је да се лењиром и шестаром не може конструи<strong>са</strong>ти угао чија је<br />

мера 20°, па је дакле немогуће угао од 60° лењиром и шестаром поделити на<br />

три једнака дела. (Наравно, постоје углови чије трећине веома једноставно<br />

конструишемо; на пример прави углови или опружени углови.)<br />

Постоје „алати” помоћу којих је могуће поделити сваки угао на три једнака<br />

дела.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

169


A<br />

Изометријске трансформације<br />

Две фигуре интуитивно сматрамо подударним уколико се крутим кретањем<br />

те фигуре могу потпуно преклопити. Ову дефиницију подударности фигура<br />

налазимо и у старогрчкој геометрији. Уместо о крутим кретањима данас говоримо<br />

о изометријским трансформацијама или краће изометријама. Изометрију<br />

неке равни можемо <strong>за</strong>мишљати као премештање тачака те равни такво да нови<br />

положаји две тачке одређују дуж која је подударна <strong>са</strong> дужи коју су одређивале<br />

тачке пре премештања.<br />

пре<br />

после<br />

A<br />

B<br />

A'<br />

B'<br />

Изометрија I равни π је функција I : π→π, таква да <strong>за</strong> сваке две тачке A и B<br />

равни π, ако је I(A) = A’ и I(B) = B’, онда је AB ≅ A’B’.<br />

Једна од најосновнијих особина изометрије изражена је следећом теоремом.<br />

A B C<br />

A'<br />

AC ≅ A'C'<br />

AB ≅ A'B'<br />

B'<br />

BC ≅B'C'<br />

C'<br />

Изометријом се колинеарне тачке сликају у колинеарне тачке. Штавише,<br />

чува се и распоред тачака: ако је A – B – C и I(A) = A’, I(B) = B’, I(C) = C’,<br />

онда је и A’ – B’ – C’.<br />

Доказ ове особине изостављамо, јер је интуитивно јасно да тврђење важи, а<br />

<strong>са</strong>м доказ се своди на једноставну примену аксиома подударности и њихових<br />

последица које смо извели. Из претходне теореме даље изводимо нове <strong>за</strong>кључке.<br />

• Изометријом се дуж пресликава у дуж. Другим речима ако је I(A) = A’ и<br />

I(B) = B’, онда се свака тачке дужи AB пресликава у неку тачку дужи A’B’ и<br />

обратно, свака тачка дужи A’B’ је слика неке тачке дужи AB. Пишемо,<br />

I(AB) = A’B’.<br />

• Изометријом се права пресликава у праву:<br />

ако су A и B две тачке праве p и ако је I(A) = A’ и I(B) = B’, онда је I(p) = p’, где је<br />

p’ права одређена тачкама A’ и B’.<br />

• Изометријом се полуправа пресликава у полуправу.<br />

170<br />

Наведена тврђења даље користимо да бисмо одредили слике важних сложенијих<br />

фигура – углова и троуглова.<br />

• Изометријом се конвек<strong>са</strong>н угао пресликава у конвек<strong>са</strong>н угао:<br />

• Изометријом се троугао пресликава у подударан троугао:<br />

ако је I(A) = A’, I(B) = B’ и I(C) = C’, онда је I(∆ABC) = ∆A’B’C’.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Подударност<br />

Посебно нас <strong>за</strong>нимају слике читавих фигура при изометријама, јер на тај начин<br />

математичким језиком говоримо о „крутом премештању” фигуре.<br />

Ако је Φ нека равна фигура и I изометрија одговарајуће равни, <strong>са</strong> I(Φ)<br />

означавамо скуп слика тачака из Φ, то јест свих тачака I(X), X Φ.<br />

У наставку истичемо неке основне изометријске трансформације равни.<br />

Осна симетрија<br />

Нека је s права равни π. Ако је X тачка равни π, која не припада правој s, нека је<br />

n нормала на s из X и S подножје ове нормале. Тада постоји јединствена тачка X’<br />

равни π таква да је X – S – X’ и XS ≅ SX’. За тачке X и X’ кажемо да су симетричне<br />

у односу на праву s. Тачке праве s симетричне су <strong>са</strong>ме себи. Права s се назива о<strong>са</strong><br />

симетрије.<br />

1.<br />

Задатак<br />

На сликама испод прика<strong>за</strong>на је (корак-по-корак) конструкција осносиметричне<br />

тачке. Детаљно објасни конструкцију, тј. објасни <strong>за</strong>што су дата тачка X и<br />

конструи<strong>са</strong>на тачка X’ симетричне у односу на s.<br />

s<br />

s<br />

s<br />

X<br />

X<br />

X<br />

X'<br />

Осна симетрија равни π у односу на праву s је пресликавање S s<br />

: π π, које<br />

свакој тачки X равни π додељује тачку X’ исте равни, која је симетрична <strong>са</strong><br />

X у односу на s.<br />

Осна симетрија је изометрија равни.<br />

Доказ претходног тврђења остављен је као <strong>за</strong>датак.<br />

2.<br />

Задатак<br />

Ако је s било која права равни π. Тачке X и Y равни π пресликане су осном<br />

симетријом у односу на s редом у тачке X’ и Y’, тј. S s<br />

(X) = X’ и S s<br />

(Y) = Y’. У сваком<br />

од случајева прика<strong>за</strong>них на сликама испод, објасни <strong>за</strong>што је XY ≅ X’Y’.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

171


6<br />

2<br />

1 57648 9<br />

Издвајамо неколико очигледних особина осне симетрије.<br />

• Ако права сече осу симетрије, онда тачку пресека <strong>са</strong>држи и слика те праве.<br />

• Ако је права паралелна оси симетрије, онда је и њена слика паралелна оси<br />

симетрије.<br />

• Ако је права нормална на осу симетрије, онда се она пресликава у <strong>са</strong>му себе.<br />

Фигура је осносиметрична ако постоји бар једна права таква да се та фигура<br />

пресликава у <strong>са</strong>му себе осном симетријом у односу на ту праву.<br />

Пример 1.<br />

На сликама испод прика<strong>за</strong>не су неке познате осносиметричне фигуре <strong>са</strong> свим<br />

њиховим о<strong>са</strong>ма симетрије.<br />

<br />

Пример 2.<br />

У унутрашњости конвексног угла aOb дата је тачка C. Одредимо тачке A и B на<br />

крацима Oa и Ob датог угла тако да обим троугла ABC буде најмањи.<br />

Очигледно, „погађањем” (случајним избором) тражених тачака нећемо доћи<br />

до решења. Ипак, случајни избори нам могу помоћи да се досетимо како треба<br />

поступити.<br />

Ако надовежемо странице троуглова (које смо случајно бирали) <strong>са</strong> слике изнад,<br />

пресликавајући тачку C у односу на краке Oa и Ob у тачке C' и C'', уочавамо да је<br />

обим троугла A i<br />

B i<br />

C (i = 1,2) једнак дужини изломљене линије C'A i<br />

B i<br />

C''. Најкраћа<br />

међу њима је свакако дуж C'C''. Сада је једноставно одредити тражене тачке: A и<br />

B су пресеци дужи C'C'' <strong>са</strong> Oa и Ob. Строг доказ да су овако конструи<strong>са</strong>не тачке<br />

<strong>за</strong>иста тражене тачке <strong>за</strong>снива се на неједнакости троугла. <br />

172<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Подударност<br />

Нека је S фиксирана тачка равни π. За сваку тачку X равни π, различиту од S,<br />

постоји јединствена тачка X’ равни π таква да је X – S – X’ и XS ≅ SX’. Кажемо да<br />

су тачке X и X’ симетричне у односу на тачку S. При оваквој симетрији, тачка S je<br />

симетрична <strong>са</strong>мој себи. Тачка S се назива центар симетрије.<br />

Централна симетрија равни π у односу на тачку S је пресликавање S S<br />

: π π, које<br />

свакој тачки X равни π додељује тачку X’ исте равни, која је симетрична <strong>са</strong> X у<br />

односу на S.<br />

Централна симетрија<br />

X<br />

S<br />

Централна симетрија је изометрија.<br />

X<br />

S<br />

X'<br />

Доказ претходног тврђења остављен је као <strong>за</strong>датак.<br />

3. Задатак<br />

Ако је S било која тачка равни π. Тачке X и Y равни π пресликане су централном<br />

симетријом у односу на S редом у тачке X’ и Y’, тј. S S<br />

(X) = X’ и S S<br />

(Y) = Y’. У сваком<br />

од случајева прика<strong>за</strong>них на сликама испод, објаснити <strong>за</strong>што је XY ≅ X’Y’.<br />

Издвајамо неколико очигледних особина централне симетрије.<br />

• Ако права <strong>са</strong>држи центар симетрије, онда се централном симетријом та права<br />

пресликава у себе, тј. ако S p, онда S S<br />

(p) = p.<br />

• Ако је права не <strong>са</strong>држи центар симетрије, онда се централном симетријом та<br />

права пресликава у паралелну праву, тј. ако S p и S S<br />

(p) = p’, онда p || p’.<br />

X Y<br />

S<br />

Y'<br />

X'<br />

X<br />

Y'<br />

S<br />

Y<br />

X'<br />

X<br />

Y'<br />

S<br />

Y<br />

X'<br />

A<br />

B C D E<br />

S<br />

E' D' C' B'<br />

A'<br />

Фигура је централносиметрична ако постоји тачка таква да се та фигура<br />

пресликава у <strong>са</strong>му себе централном симетријом у односу на ту тачку.<br />

Пример 3.<br />

Паралелограм је централно симетрична фигура. Није тешко уочити да је пресек<br />

дијагонала паралелограма центар симетрије.<br />

На слици испод прика<strong>за</strong>не су још неке централно симетричне фигуре.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

173


6<br />

2<br />

1 57648 9<br />

оријенти<strong>са</strong>н<br />

угао bOa<br />

оријенти<strong>са</strong>н<br />

угао aOb<br />

Ротација<br />

Oријенти<strong>са</strong>не углове уводимо аналогно усмереним дужима. Конвек<strong>са</strong>н угао<br />

одређен полуправама Oa и Ob оријентишемо избором почетног и <strong>за</strong>вршног крака.<br />

Дакле, један оријенти<strong>са</strong>н угао је aOb, а други bOa. Оријентацију угла на сликама<br />

означавамо усмереним луковима. Разликујемо две оријентације углова:<br />

• „у смеру ка<strong>за</strong>љке на <strong>са</strong>ту”, тзв. негативна оријентација угла,<br />

• „у смеру супротном од кретања ка<strong>за</strong>љке на <strong>са</strong>ту”, тзв. позитивна оријентација<br />

угла.<br />

X<br />

X<br />

X<br />

О<br />

О<br />

О<br />

X'<br />

Нека је O фиксирана тачка равни π и α оријенти<strong>са</strong>ни угао. За сваку тачку X равни<br />

π различиту од O постоји јединствена тачка X’ таква да је OX ≅ OX’ и XOX’ = α .<br />

Кажемо да је тачка X’ добијена ротацијом тачке X око тачке O <strong>за</strong> оријенти<strong>са</strong>ни<br />

угао α . Тачка O се опи<strong>са</strong>ном ротацијом пресликава у себе.<br />

Ротација равни π око тачке O <strong>за</strong> оријенти<strong>са</strong>ни угао α је пресликавање<br />

R O,<br />

: π π, које свакој тачки X равни π додељује тачку X’ исте равни, која је<br />

добијена ротацијом око тачке O <strong>за</strong> оријенти<strong>са</strong>ни угао α . Тачка O се назива<br />

центар ротације, а α угао ротације.<br />

Ротација је изометрија.<br />

Део дока<strong>за</strong> претходног тврђења остављен је као <strong>за</strong>датак.<br />

Централна симетрија<br />

је ротација око<br />

центра симетрије <strong>за</strong><br />

опружени угао.<br />

4. Задатак<br />

Нека је O фиксирана тачка равни π и α оријенти<strong>са</strong>ни угао. Тачке X и Y равни π<br />

пресликане су ротацијом око тачке O <strong>за</strong> угао α редом у тачке X’ и Y’, тј.<br />

R O,<br />

(X) = X’ и R O,<br />

(Y) = Y’. У сваком од случајева прика<strong>за</strong>них на сликама испод,<br />

објаснити <strong>за</strong>што је XY ≅ X’Y’.<br />

Y<br />

X'<br />

X<br />

Y'<br />

Y<br />

X'<br />

X<br />

S<br />

S<br />

Упутство. У оба случаја треба пока<strong>за</strong>ти ∆XSY ≅ ∆X’SY’.<br />

Y'<br />

Пример 4.<br />

Дати су тачка O, оријенти<strong>са</strong>н угао α и права p.<br />

Један од начина да се одреди R O,<br />

(p) је да се ротирају две произвољне тачке ове<br />

праве. Можемо поступити и другачије.<br />

Ако је N подножје нормале из O на p и R O,<br />

(N) = N', онда је нормала на ON' у тачки<br />

N' тражена слика p' праве p датом ротацијом. <br />

174<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Подударност<br />

Пример 5.<br />

Конструишимо једнакокрако-правоугли троугао ABC ако је дато теме правог угла<br />

C и праве a и b којима припадају темена A и B.<br />

Ротацијом око тачке C <strong>за</strong> прав угао, тачка A се<br />

пресликава у тачку B. Нека је a’ права добијена<br />

ротацијом праве a око тачке C <strong>за</strong> прав угао. Из услова<br />

A a следи да B a’. Дакле, B a’ b.<br />

Конструкција на основу наведене анализе је<br />

прика<strong>за</strong>на на слици десно. (Приметите да када a<br />

ротирамо у супротном смеру, добијамо још једно<br />

решење.) <br />

Нека је v дати вектор чији је правац паралелан <strong>са</strong> равни π. Према теореми <strong>са</strong><br />

стране 156 <strong>за</strong> сваку тачку X равни π постоји јединствена тачка X’ таква да је<br />

XX’ ≅ v . Кажемо да је тачка X’ добијена транслацијом тачке X <strong>за</strong> вектор v .<br />

Транслација равни π <strong>за</strong> вектор v је пресликавање T v<br />

: π π, које свакој тачки X<br />

равни π додељује тачку X’ исте равни, која је добијена транслацијом <strong>за</strong> вектор v .<br />

Транслација<br />

Транслација је изометрија.<br />

Издвајамо неколико очигледних особина транслације.<br />

• Свака права паралелна правцу вектора транслације пресликава се у <strong>са</strong>му себе.<br />

• Права, која није паралелна правцу вектора, транслацијом се пресликава у<br />

паралелну праву.<br />

Пример 6.<br />

Дате су тачке A и B и праве c и d. Конструишимо паралелограм<br />

ABCD тако да C c и D d.<br />

Приметимо да је T (C) = D. Из услова C c следи да је<br />

D = T (C) T (c) = c'.<br />

Дакле, D c' d. <br />

5. Задатак<br />

Дате су тачке A и B и кружнице k 1<br />

и k 2<br />

. Конструиши паралелограм ABCD тако да<br />

C k 1<br />

и D k 2<br />

.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

175


Б<br />

Композиција<br />

изометрија<br />

Ако су A : π π и B : π π два пресликавања (трансформације) равни π, онда<br />

је A B такође пресликавање исте равни, при чему се слика неке тачке X при<br />

композицији A B, то јест A B(X), одређује тако што прво одреди B(X), а <strong>за</strong>тим<br />

се одреди слика те тачке при A.<br />

Композиција две изометрије је изометрија.<br />

Доказ. Нека су A и B две изометрије равни. Докажимо да је и A B изометрија<br />

равни. Нека су X и Y две произвољне тачке и X’ = A B(X) и Y’ = A B(Y). Треба<br />

дока<strong>за</strong>ти да је XY ≅ X’Y’.<br />

Ако <strong>са</strong> X 1<br />

и Y 1<br />

означимо тачке B(X) и B(Y), онда, пошто је B изометрија, следи да је<br />

XY ≅ X 1<br />

Y 1<br />

. Према дефиницији композиције,<br />

X’ = A B(X) = A(B(X)) = A(X 1<br />

) и Y’ = A B(Y) = A(B(Y)) = A(Y 1<br />

).<br />

Како је и A изометрија, следи да је X 1<br />

Y 1<br />

≅ X’Y’. Нај<strong>за</strong>д, из XY ≅ X 1<br />

Y 1<br />

и X 1<br />

Y 1<br />

≅ X’Y’<br />

следи да је XY ≅ X’Y’. ■<br />

p<br />

6.<br />

Задатак<br />

Које изометрије представљају следеће композиције:<br />

1) S q<br />

S p<br />

ако је p || q;<br />

2) S q<br />

S p<br />

ако је p ⊥ q и p q = {O};<br />

3) S q<br />

S p<br />

ако се p и q секу под неким оштрим углом α у тачки O?<br />

q<br />

p<br />

p<br />

q<br />

O<br />

q<br />

176<br />

Ако су углови α и<br />

β исто оријенти<strong>са</strong>ни,<br />

онда се збир<br />

α + β одређује<br />

надовезивањем и има<br />

исту оријентацију као<br />

и <strong>са</strong>бирци. Уколико<br />

су α и β супротне<br />

оријентације, онда<br />

од већег угла треба<br />

одузети мањи и<br />

при том је добијена<br />

разлика оријенти<strong>са</strong>на<br />

као већи угао.<br />

7.<br />

Задатак<br />

Које изометрије представљају следеће композиције:<br />

1) R O,β<br />

R O,α<br />

, 2) T v<br />

T u<br />

?<br />

8.<br />

Изометрија равни која сваку тачку те равни пресликава у себе назива се<br />

коинциденција те равни. Дакле, коинциденција равни π je пресликавање<br />

E : π π такво да је E(X) = X, <strong>за</strong> сваку тачку X π.<br />

Задатак<br />

Одреди следеће композиције:<br />

1) S p<br />

S p<br />

; 2) S S<br />

S S<br />

; 3) R O,<br />

R O,–<br />

; 3) T u<br />

T –u<br />

.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

O


Подударност<br />

Поглавље <strong>за</strong>вршавамо теоремом која изражава једну од основних особина<br />

изометрија равни. Особину нећемо доказивати, али ћемо је илустровати неким<br />

сугестивним примерима и <strong>за</strong>дацима.<br />

Пример 7.<br />

На шаховској табли (слика горе десно) поређани су разнобојни жетони. Кажемо<br />

да је премештање жетона изометријско ако је дуж коју одређују нека два жетона<br />

подударна <strong>са</strong> дужи који одређују та два жетона након премештања. Није тешко<br />

уочити да је свако изометријско премештање жетона потпуно одређено новим<br />

положајима нека три неколинеарна жетона. На пример, нека су црвени, плави<br />

и црни жетон премештени на другу таблу (слика доле десно) тако да је <strong>са</strong>чувана<br />

подударност међу одговарајућим дужима. Тада су потпуно одређени нови<br />

положаји свих осталих жетона. На које позиције на другој табли треба преместети<br />

наранџасти, зелени и жути жетон <strong>са</strong> прве табле? <br />

9. Задатак<br />

Конструиши две тројке тачака A, B, C и A 1<br />

, B 1<br />

, C 1<br />

тако да је AB ≅ A 1<br />

B 1<br />

, BC ≅ B 1<br />

C 1<br />

и<br />

CA ≅ C 1<br />

A 1<br />

. И<strong>за</strong>бери <strong>за</strong>тим произвољно једну тачку P и конструишите тачку P 1<br />

тако<br />

да је P 1<br />

A 1<br />

≅ PA, P 1<br />

B 1<br />

≅ PB и P 1<br />

C 1<br />

≅ PC.<br />

Основно <strong>за</strong>пажање које се намеће у претходним примерима и <strong>за</strong>дацима<br />

јесте то да је свако „изометрично премештање” тачака равни потпуно<br />

одређено новим положајима неке три неколинеарне тачке. Прецизније,<br />

свака изометрија равни је потпуно одређена сликама три<br />

неколинеарне тачке.<br />

Овај <strong>за</strong>кључак истичемо у теореми коју ћемо звати основном теоремом о<br />

изометријама равни.<br />

Ако су (A, B, C) и (A’, B’, C’) две тројке неколинеарних тачака равни π такве да<br />

је AB ≅ A’B’, BC ≅ B’C’ и CA ≅ C’A’, онда постоји јединствена изометрија I равни<br />

π таква да је I(A) = A’, I(B) = B’ и I(C) = C’.<br />

основна теорема о<br />

изометријама равни<br />

Интуитивно, две фигуре су подударне ако се тзв. крутим кретањем те две<br />

фигуре могу потпуно поклопити. Круто кретање је <strong>за</strong>право изометријска<br />

трансформација. Ако је Φ нека равна фигура и I изометрија те равни, онда I(Φ)<br />

означавамо скуп слика тачака из Φ, тј. фигуру добијену након одговарајућег<br />

крутог померења фигуре Φ.<br />

Две фигуре Φ и Ψ су подударне, у ознаци Φ ≅ Ψ, ако постоји изометрија I која<br />

пресликава Φ на Ψ, то јест ако је I(Φ) = Ψ.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

177


6<br />

2<br />

1 57648 9<br />

A<br />

Задаци<br />

Подударност дужи и углова<br />

1. Који од следећих иска<strong>за</strong> су тачни?<br />

1) Збир два оштра угла је оштар угао.<br />

2) Збир два права угла је опружен угао.<br />

3) Збир два тупа угла је неконвек<strong>са</strong>н угао.<br />

4) Разлика тупог и оштрог угла је туп угао.<br />

5) Разлика правог и оштрог угла је оштар угао.<br />

6) Разлика тупог и правог угла је оштар угао.<br />

2. Да ли је следећи исказ тачан?<br />

Ако је a p и b p, онда је a || b.<br />

3. Нека је p || q. Ако права n припада равни коју одређују праве p и q и нормална је<br />

на једну од ових правих, онда је нормална и на другу. Докажи.<br />

4. Нека је A – B – C. Ако је P средиште дужи AB и Q средиште дужи AC, докажи да<br />

је BC = 2PQ.<br />

5. Нека C произвољна тачка симетрале дужи AB различита од средишта S те дужи.<br />

Докажи да је полуправа CS симетрала угла ACB.<br />

Б<br />

6. Нека је S произвољна тачка симетрале конвексног угла pOq различита од тачке<br />

O. Ако су P и Q тачке на крацима Op и Oq такве да је OP ≅ OQ, докажи да је<br />

OPS ≅ OQS и да је полуправа OS симетрала угла PSQ.<br />

7. Дата је дуж AB. Полуправе Ap и Bq налазе се различитих страна дужи AB и<br />

важи BAp ≅ ABq. Ако су P и Q тачке на полуправама Ap и Bq такве да је<br />

AP ≅ BQ, докажи да је APB ≅ BQA.<br />

8. Дата је дуж PQ. Конструи<strong>са</strong>не су полуправе Pp и Qq <strong>са</strong> исте стране праве PQ<br />

такве да је QPp ≅ PQq. Ако је P' тачка полуправе Pp и Q' тачка полуправе Qq,<br />

при чему је PP' ≅ QQ', PP'Q ≅ QQ'P.<br />

A<br />

Ставови подударности троуглова<br />

и неке важне последице<br />

9. На симетрали Os угла aOb дата је тачка S. Ако су<br />

A и B тачке на крацима Oa и Ob такве да је<br />

OA ≅ OB, докажи да је и SA ≅ SB.<br />

10. Дужи AB и CD су подударне и паралелне<br />

(налазе се на паралелним правама). Ако је<br />

AD BC = {S}, докажи да је S средиште и<br />

дужи AD и дужи BC.<br />

178<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Подударност<br />

11. Дате су две концентричне кружнице <strong>са</strong> <strong>за</strong>једничким центром O. Ако је AB<br />

пречник кружнице мањег полупречника, а PQ пречник друге кружнице на<br />

коме није дуж AB, докажи да су дужи AP и BQ подударне. Докажи <strong>за</strong>тим и<br />

једнакост AQ ≅ BP.<br />

12. У тачки T кружнице k(O, r) конструи<strong>са</strong>на је тангента и на њој су и<strong>за</strong>бране<br />

тачке P и Q такве да је PT ≅ QT и P – T – Q. Докажи да је PO ≅ QO.<br />

13. Дат је угао aOb. На краку Oa дате су тачке A 1<br />

и A 2<br />

, а на краку Ob тачке B 1<br />

и B 2<br />

такве да је OA 1<br />

≅ OB 1<br />

и OA 2<br />

≅ OB 2<br />

. Докажи да је A 2<br />

B 1<br />

≅ B 2<br />

A 1<br />

.<br />

14. Докажи да су два правоугла троугла подударна ако су катете једног троугла<br />

подударне катетама другог.<br />

15. Докажи да су подударна два правоугла троугла ако су им подударне<br />

хипотенузе и по један оштар угао.<br />

16. Нека су ∆ABC и ∆A'B'C' два троугла таква да је AB ≅ A'B', AC ≅ A'C'и CD ≅ C'D',<br />

при чему су D и D' средишта дужи AB и A'B'. Докажи да је ∆ABC ≅ ∆A'B'C'.<br />

17. Докажи да су троуглови ABC и A 1<br />

B 1<br />

C 1<br />

подударни ако је BAC ≅ B 1<br />

A 1<br />

C 1<br />

,<br />

ABC ≅ A 1<br />

B 1<br />

C 1<br />

и CD ≅ C 1<br />

D 1<br />

, при чему су D и D 1<br />

подножја висина из C и C 1<br />

.<br />

18. Да ли троуглови ABC и A 1<br />

B 1<br />

C 1<br />

морају бити подударни ако је AC ≅ A 1<br />

C 1<br />

,<br />

BC ≅ B 1<br />

C 1<br />

и CD ≅ C 1<br />

D 1<br />

, при чему су D и D 1<br />

подножја висина из C и C 1<br />

?<br />

19. Докажи да два подударна троугла имају подударне одговарајуће висине.<br />

20. Докажи да два подударна троугла имају подударне одговарајуће тежишне<br />

дужи.<br />

21. Дати су троуглови ABC и A'B'C' такви да је AB ≅ A'B' и AC ≅ A'C'. Докажи да је<br />

BC ≅ B'C' акко је BAC ≅ B'A'C'.<br />

22. Докажи да је ∆ABC ≅ ∆A'B'C' ако су ∆ABC и ∆A'B'C' два троугла таква да је<br />

AB ≅ A'B', CD ≅ C'D' и CE ≅ C'E', при чему су D и D' подножја висина из C и C', a<br />

CE и C'E' тежишне дужи из C и C'.<br />

23. Докажи да су троуглови ABC и A'B'C' подударни ако су подударне странице AB<br />

и A'B', висине AA 1<br />

и A'A 1<br />

' и висине BB 1<br />

и B'B 1<br />

'.<br />

Б<br />

Висина троугла је<br />

дуж чија је једна<br />

крајња тачка теме<br />

троугла, а друга је<br />

подножје нормале<br />

из тог темена на<br />

праву која <strong>са</strong>држи<br />

наспрамну страницу.<br />

Тежишна дуж троугла<br />

је дуж чија је једна<br />

крајња тачка теме<br />

тог троугла, а друга<br />

средиште наспрамне<br />

странице.<br />

24. Нека су AA' и BB' подножја висина из A и B троугла ABC. Докажи да је AC ≅ BC<br />

ако и <strong>са</strong>мо ако је AA' ≅ BB'.<br />

25. Докажи да су подударне тежишне дужи које одговарају крацима једнакокраког<br />

троугла.<br />

26. Докажи да су подударне висине које одговарају крацима једнакокраког<br />

троугла.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

179


6<br />

2<br />

1 57648 9<br />

A<br />

Основне особине троугла<br />

27. Ако је један угао троугла једнак збиру друга два угла, докажи да је тај троугао<br />

правоугли.<br />

28. Докажи да је разлика углова које образује симетрала угла на страници троугла,<br />

која је наспрам одговарајућег угла, једнака разлици углова на тој страници.<br />

29. Докажи да је збир ма која два спољашња угла неког троугла већи од опруженог<br />

угла.<br />

30. У унутрашњости троугла ABC дата је тачка P. Докажи да је APB > ACB.<br />

31. Нека су aOb и a'O'b' два конвексна угла таква да су нормалне праве на којима<br />

се налазе краци Oa и O'a' и нормалне су праве на којима се налазе краци Ob и<br />

O'b'. Докажи следећа тврђења.<br />

1) Ако су оба угла оштра или оба тупа, онда су ови углови подударни.<br />

2) Ако је један угао оштар, а други туп, онда су ови углови суплементни.<br />

Напомена: Тврђење овог <strong>за</strong>датка је познато као теорема о угловима <strong>са</strong><br />

нормалним крацима.<br />

32. Докажи да су два једнакокрака троугла подударна ако су им подударне<br />

основице и углови у врху.<br />

33. Ако су подударне две тежишне дужи неког троугла, докажи да је тај троугао<br />

једнакокраки.<br />

34. Ако је тежишна дуж неког троугла уједно и висина из одговарајућег темена,<br />

докажи да је тај троугао једнакокраки.<br />

35. Ако висина неког троугла припада симетрали угла из одговарајућег темена,<br />

докажи да је тај троугао једнакокраки.<br />

36. Ако је тежишна дуж троугла једнака половини одговарајуће странице, докажи<br />

да је тај троугао правоугли <strong>са</strong> правим углом из темена у коме је конструи<strong>са</strong>на<br />

тежишна дуж.<br />

Б<br />

37. Кроз теме A троугла ABC конструи<strong>са</strong>на је права p паралелна <strong>са</strong> BC. Симетрале<br />

углова ABC и ACB секу праву p у тачкама D и E. Докажи да је DE ≅ AB + AC.<br />

38. Ако је AA' тежишна дуж ∆ABC и AB < AC, који од углова AA'B и AA'C је већи?<br />

39. Ако је AA' висина ∆ABC и AB < AC, докажи да је BAA' < CAA'.<br />

40. 1) Докажи да је свака тежишна дуж троугла мања од полуобима тог троугла.<br />

2) Докажи да је збир тежишних дужи већи од полуобима троугла.<br />

41. У унутрашњости троугла ABC је дата тачка P. Докажи да је збир PA + PB + PC<br />

већи од полуобима троугла ABC.<br />

42. У унутрашњости троугла ABC дата је тачка P. Докажи да је AC + CB > AP + PB.<br />

180<br />

43. У унутрашњости троугла ABC дата је тачка P. Докажи да је збир PA + PB + PC<br />

мањи од обима троугла ABC.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Подударност<br />

44. У унутрашњости троугла ABC дата је тачка P. Докажи неједнакости<br />

PA + PB + PC < AB + BC + CA < 2(PA + PB + PC).<br />

45. Докажи да је збир висина троугла мањи од обима тог троугла.<br />

46. Кроз тачку M основице AB једнакокраког троугла ABC конструи<strong>са</strong>на је права<br />

која сече праве на којима се налазе краци AC и BC у тачкама P и Q тако да је M<br />

средиште дужи PQ. Докажи да је AP ≅ BQ.<br />

47. Тачка S је пресек симетрала углова код темена A и B троугла ABC. Нека права p<br />

која <strong>са</strong>држи S и паралелна је <strong>са</strong> AB сече страницу AC у тачки P, а страницу BC у<br />

тачки Q. Докажи да је PQ ≅ AP + BQ.<br />

48. Ако је M произвољна тачка странице AB троугла ABC таква да је A – M – B,<br />

докажи да је CM краћа од AC или од BC.<br />

49. 1) Докажи да је симетрала правог угла правоуглог троугла истовремено и<br />

симетрала угла између висине и тежишне дужи које одговарају хипотенузи.<br />

2) Ако су α и β оштри углови правоуглог троугла, одреди угао између висине и<br />

тежишне дужи које одговарају хипотенузи.<br />

3) Ако je угао између висине и тежишне дужи које одговарају хипотенузи<br />

правоуглог троугла једнак 20°, одреди оштре углове овог троугла.<br />

50. Нека је CC' тежишна дуж ∆ABC и D тачка праве CC' таква да је C – C' – D и<br />

CC' ≅ C'D. Докажи да је BD ≅ AC, као и да је BD || AC.<br />

51. Докажи да је ∆ABC ≅ ∆A'B'C ако су ∆ABC и ∆A'B'C' два троугла таква да је<br />

AB ≅ A'B', AC ≅ A'C' и AD ≅ A'D', при чему су AD и A'D' тежишне дужи из A и A'.<br />

52. 1) Докажи да је свака тежишна дуж троугла мања од полузбира суседних<br />

страница.<br />

2) Докажи да је збир тежишних линија троугла мањи од обима троугла.<br />

53. Докажи да је теме највећег угла најближе центру упи<strong>са</strong>ног круга.<br />

54. Ако центар опи<strong>са</strong>не и центар упи<strong>са</strong>не кружнице неког троугла представљају<br />

исту тачку, докажи да је тај троугао једнакостраничан.<br />

Основне особине круга<br />

55. Кружнице k 1<br />

(O 1<br />

, r 1<br />

) и k 2<br />

(O 2<br />

, r 2<br />

) додирују се споља у тачки T. Нека су p и q праве<br />

које <strong>са</strong>држе тачку T и нека су P 1<br />

и P 2<br />

тачке (различите од T) у којима права p<br />

сече кружнице k 1<br />

и k 2<br />

, а Q 1<br />

и Q 2<br />

тачке у којима q сече ове кружнице. Докажи да<br />

је P 1<br />

Q 1<br />

|| P 2<br />

Q 2<br />

.<br />

56. Нека је T произвољна тачка кружнице k(O, r) и t тангента конструи<strong>са</strong>на на ову<br />

кружницу у тачки T. На правој t и<strong>за</strong>бране су произвољно две тачке P и Q такве<br />

да је P – T – Q, а <strong>за</strong>тим су из ових тачака конструи<strong>са</strong>не тангенте p и q на k(O, r)<br />

које су различите од t. Нека су P' и Q' тачке додира кружнице и нових тангенти.<br />

Докажи да су углови POQ и P'TQ' суплементни.<br />

57. Кружнице k 1<br />

и k 2<br />

секу се у тачкама A и B. Ако су C и D дијаметрално супротне<br />

тачке тачки A у кружницама k 1<br />

и k 2<br />

, докажи да су тачке B, C и D колинеарне.<br />

В<br />

Б<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

181


6<br />

2<br />

1 57648 9<br />

58. Дат је троугао ABC. Над страницом AB као<br />

над пречником конструи<strong>са</strong>на је кружница.<br />

Докажи да је угао у темену C:<br />

1) оштар, ако теме припада спољашњости<br />

конструи<strong>са</strong>не кружнице;<br />

2) туп, ако теме припада унутрашњости<br />

конструи<strong>са</strong>не кружнице.<br />

59. Докажи да се симетрала угла и симетрала наспрамне странице троугла секу на<br />

кружници опи<strong>са</strong>ној око тог троугла.<br />

В<br />

60. Нека је H ортоцентар и O центар опи<strong>са</strong>не кружнице троугла ABC. Ако је A'<br />

средиште странице BC, докажи да је OA' || AH, као и да је OA' ≅ 1 2 AH.<br />

Упутство. Уочи тачку D која је дијаметрално супротна темену C у односу на<br />

опи<strong>са</strong>ну кружницу.<br />

61. Нека је H ортоцентар и O центар опи<strong>са</strong>не кружнице троугла ABC. Ако је A'<br />

средиште странице BC, а M и N су средишта дужи AH и AA', докажи да су<br />

тачке O, M и N колинеарне и да је N средиште дужи OM.<br />

62. Докажи да средишта страница, подножја висина<br />

и средишта дужи које спајају ортоцентар <strong>са</strong><br />

теменима троугла припадају једној кружници.<br />

Упутство. Погледај слику десно. Докажи најпре<br />

да је A'B'A 2<br />

B 2<br />

правоугаоник.<br />

Круг о коме је реч у<br />

<strong>за</strong>датку 62. има доста<br />

назива: круг девет<br />

тачака, Ојлеров круг<br />

или Фoјербахов круг.<br />

63. Нека је H ортоцентар и O центар опи<strong>са</strong>не кружнице троугла. Докажи да је<br />

средиште дужи OH центар круга девет тачака датог троугла. Докажи <strong>за</strong>тим и да је<br />

полупречник круга девет тачака два пута краћи од полупречника опи<strong>са</strong>ног круга.<br />

А<br />

Основне особине паралелограма и трапе<strong>за</strong><br />

64. Докажи да је у конвексном четвороуглу збир два спољашња угла једнак збиру<br />

два унутрашња угла који су несуседни тим спољашњим угловима.<br />

65. Докажи да <strong>за</strong> сваки конвек<strong>са</strong>н четвороугао важи да је збир наспрамних<br />

страница мањи од збира дијагонала.<br />

66. Ако једна дијагонала <strong>за</strong>хвата подударне углове <strong>са</strong> наспрамним страницама<br />

конвексног четвороугла, онда је тај четвороугао паралелограм. Докажи.<br />

67. Докажи следећа тврђења.<br />

1) Дијагонале правоугаоника су подударне.<br />

2) Дијагонале ромба припадају симетралама углова.<br />

3) Дијагонале ромба су у<strong>за</strong>јамно нормалне.<br />

182<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Подударност<br />

68. Ако дијагонале неког трапе<strong>за</strong> полове углове на већој основици, докажи да је тај<br />

трапез једнакокраки и да су краци подударни мањој основици.<br />

69. 1) Ако је мања основица трапе<strong>за</strong> подударна збиру кракова, докажи да се<br />

симетрале углова на већој основици секу на мањој основици.<br />

2) Ако је већа основица трапе<strong>за</strong> подударна збиру кракова, докажи да се<br />

симетрале углова на мањој основици секу на већој основици.<br />

В<br />

70. Висине оштроуглог троугла припадају симетралама углова троугла чија су<br />

темена подножја тих висина. Докажи.<br />

71. Докажи следећа тврђења.<br />

1) Ако су дијагонале паралелограма подударне, онда је тај паралелограм<br />

правоугаоник.<br />

2) Ако су дијагонале паралелограма у<strong>за</strong>јамно нормалне, онда је тај<br />

паралелограм ромб.<br />

72. Докажи да симетрале спољашњих углова паралелограма образују правоугаоник.<br />

73. Ако два трапе<strong>за</strong> имају подударне основице и дијагонале, докажи да су и<br />

одговарајући краци подударни.<br />

Вектори<br />

74. Дати су вектори x и y . Конструиши векторе:<br />

1) a = x + 2y ; 2) b = 2x – 1 y ; 3) c = –2x – y .<br />

2<br />

A<br />

75. Дати су вектори x , y и z . Конструиши векторе:<br />

1) 2x – y – z ; 2) (x + 2y – z ) – ( x + y – z ).<br />

76. Дат је квадрат ABCD. Ако је a = AB и d = AC , изрази векторе BC, CD , DA и BD<br />

преко вектора a и d .<br />

77. Дат је паралелограм ABCD и произвољна тачка S. Нека је O пресек дијагонала<br />

паралелограма. Изрази векторе AB , BC, CD , DA , AC , AO , SD и SO помоћу<br />

вектора a = SA , b = SB и c = SC .<br />

78. Ако је T тежиште троугла ABC, израчунај TA + TB + TC .<br />

79. Ако је O произвољна тачка, а T тежиште троугла ABC, докажи да је<br />

OT = 1 (OA + OB + OC).<br />

3<br />

80. Нека је ABC произвољан троугао, O центар опи<strong>са</strong>не кружнице и H ортоцентар.<br />

Докажи једнакости:<br />

1) OA + OB + OC = OH ; 2) AH + BH + CH = 2(OA + OB + OC).<br />

81. Докажи да су центар опи<strong>са</strong>не кружнице O, тежиште T и ортоцентар H троугла<br />

ABC колинеарне тачке и да је |HT| = 2|TO|.<br />

В<br />

82. Докажимо да средишта страница било ког конвексног четвороугла образују<br />

паралелограм.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

183


6<br />

2<br />

1 57648 9<br />

Б<br />

В<br />

А<br />

Геометријске конструкције<br />

83. Конструиши једнакостраничан троугао тако да његова висина буде подударна<br />

датој дужи h.<br />

84. Конструиши једнакокраки троугао ABC тако да је угао при врху C једнак 30°, а<br />

висина која одговара основици AB подударна је датој дужи h.<br />

85. Конструиши правоугли троугао ABC <strong>са</strong> правим углом у темену C ако је дата<br />

његова катета a и висина h c<br />

која одговара хипотенузи.<br />

86. Дату дуж AB подели на три подударна дела.<br />

Упутство. Конструиши произвољан троугао APQ тако да је B средиште дужи<br />

PQ, то јест тако да је AB тежишна дуж тог троугла.<br />

87. Конструиши троугао ABC ако је дато:<br />

1) a, β, b + c; 2) α, β, b + c; 3) α, β, a + b; 4) a, β, c – b; 5) α, β, c – b.<br />

88. Конструиши троугао ABC ако је дато:<br />

1) c, h a<br />

, h b<br />

; 2) c, t a<br />

, t b<br />

; 3) α, h b<br />

, h c<br />

; 4) a, t b<br />

, h c<br />

; 5) α, t a<br />

, h c<br />

; 6) h a<br />

, t a<br />

, t b<br />

; 7) h c<br />

, t c<br />

, R.<br />

89. Конструиши квадрат тако да:<br />

1) збир странице и дијагонале буде подударан датој дужи m;<br />

2) разлика дијагонале и странице буде подударна датој дужи m.<br />

90. Конструиши паралелограм ABCD ако je дато a, h a<br />

и φ, при чему је AB ≅ a, h a<br />

је<br />

висина која одговара страници AB и φ је угао AOB, где је O пресек дијагонала.<br />

91. Конструиши трапез ABCD тако да је AB || CD и AB > CD, тако да његове<br />

дијагонале буду подударне датим дужима d 1<br />

и d 2<br />

, висина буде подударна датој<br />

дужи h и разлика основица AB – CD буде подударна датој дужи m.<br />

92. Конструиши конвек<strong>са</strong>н четвороугао ABCD ако су дате његове дијагонале AC и<br />

BD, странице AB и BC и угао ADC.<br />

93. Конструиши тетивни четвороугао ABCD ако су дате његове дијагонале AC и<br />

BD и странице AB и BC.<br />

94. Конструиши тангентни четвороугао ако су дате његове странице AB и BC, угао<br />

ABC и полупречник упи<strong>са</strong>не кружнице r.<br />

Изометријске трансформације<br />

95. Конструиши квадрат ABCD ако је дато теме A и права p којој припадају темена<br />

B и D.<br />

96. Дата је права t, тачка T на правој t и тачка A ван ове праве. Конструиши<br />

кружницу која <strong>са</strong>држи тачку A и додирује праву t у тачки T.<br />

97. Дат је конвек<strong>са</strong>н угао aOb и на краку Oa тачка P. Конструиши кружницу која<br />

<strong>са</strong>држи тачку P и додирује краке датог угла.<br />

98. Дате су кружнице k 1<br />

и k 2<br />

и права p. Конструиши тачке A 1<br />

и A 2<br />

тако да A 1<br />

k 1<br />

и<br />

A 2<br />

k 2<br />

и да A 1<br />

и A 2<br />

буду симетричне у односу на праву p.<br />

184<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Подударност<br />

99. Дате су права s и две кружнице k 1<br />

и k 2<br />

. Конструиши квадрат коме су темена A и<br />

C на правој s, а темена B и D на кружницама k 1<br />

и k 2<br />

.<br />

Упутство. Примети да је права s о<strong>са</strong> симетрије квадрата који треба<br />

конструи<strong>са</strong>ти.<br />

100. На страници AB троугла ABC дата је тачка P. Конструиши тачке Q и R на<br />

страницама BC и CA тако да троугао PQR буде најмањег обима.<br />

Упутство. Погледај пример 2. на страни 172.<br />

101. На страницама троугла ABC одреди тачке P, Q и R тако да троугао PQR буде<br />

минималног обима.<br />

102. Дате су две кружнице k 1<br />

и k 2<br />

које се секу. Кроз једну од <strong>за</strong>једничких тачака<br />

конструиши праву p која на датим кружницама одсеца подударне тетиве.<br />

103. Дате су праве a и b и тачка S која им не припада. Конструиши тачку A на<br />

правој a и тачку B на правој b такo да S буде средиште дужи AB.<br />

Б<br />

104. Дат је угао aCb и у његовој унутрашњости тачка S. Конструиши тачку A на<br />

краку Ca и тачку B на краку Cb тако да је CS тежишна дуж троугла ABC.<br />

105. Дате су неколинеарне тачке O, M и N. Конструиши квадрат ABCD такав да O<br />

буде центар овог квадрата, а да тачке M и N припадају правама које одређују<br />

наспрамне странице AB и CD.<br />

106. Конструиши квадрат ABCD чији је центар дата тачка O, a темена A и B<br />

припадају двема датим правама a и b.<br />

107. Датe су две кружнице k 1<br />

и k 2<br />

и тачка B. Конструиши квадрат ABCD такав да<br />

A k 1<br />

и C k 2<br />

.<br />

108. Дата је дуж AB, права p и кружница k. Конструиши тачку C на правој p и<br />

тачку D на кружници k тако да ABCD буде паралелограм.<br />

109. Дате су две кружнице k 1<br />

(O 1<br />

, r 1<br />

) и k 2<br />

(O 2<br />

, r 2<br />

) и права p. Конструиши праву q<br />

паралелну <strong>са</strong> p тако да је q k 1<br />

(O 1<br />

, r 1<br />

) = {A,B}, q k 2<br />

(O 2<br />

, r 2<br />

) = {C,D} и AB ≅ CD.<br />

110. Дате су две паралелне праве a и b и тачке A, B и C такве да A a, B b и<br />

A – C – B. Конструиши праву c тако да C c, c a = {X}, c b = {Y} и<br />

AX + BY ≅ d, где је d дата дуж.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

185


6<br />

2<br />

1 57648 9<br />

186<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


РАЦИОНАЛНИ АЛГЕБАРСКИ ИЗРАЗИ<br />

Појам изра<strong>за</strong>. Дрво изра<strong>за</strong> (188)<br />

А Појам изра<strong>за</strong>; приказ структуре изра<strong>за</strong> дрветом; израчунавање<br />

вредности изра<strong>за</strong> <strong>за</strong> <strong>за</strong>дате вредности променљивих (188)<br />

Цели алгебарски изрази (190)<br />

А Мономи; сређени облик монома; степен монома; <strong>са</strong>бирање сличних<br />

монома; цели алгебарски изрази и основне операције <strong>са</strong> њима; квадрат<br />

бинома и разлика квадрата; растављање на чиниоце; растављање<br />

квадратних бинома и тринома (190)<br />

Б Куб бинома; разлика и збир кубова (196)<br />

Полиноми <strong>са</strong> једном променљивом (197)<br />

А Појам полинома <strong>са</strong> једном променљивом; корен полинома; (197)<br />

Б Дељење полинома (200)<br />

В Безуова теорема (201)<br />

НЗД и НЗС полинома (202)<br />

А Одређивање НЗД-а и НЗС-а полинома растављањем на чиниоце (202)<br />

Рационални алгебарски изрази (204)<br />

А Област дефини<strong>са</strong>ности рационалног алгебарског изра<strong>за</strong>; условна<br />

еквивалентност; трансформације рационалних алгебарских изра<strong>за</strong> (204)<br />

Неке основне неједнакости (207)<br />

А Докази неких елементарних неједнакости (207)<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


А<br />

Појам изра<strong>за</strong>. Дрво изра<strong>за</strong><br />

Пример 1.<br />

Трговац од произвођача купује робу да би је продавао у својој продавници.<br />

Трговац рачуна добит тако што од продајне вредности робе одузме суму новца<br />

коју је уложио. Потребно улагање представља збир набавне вредности робе и<br />

трошкова транспорта.<br />

Поступак израчунавања добити прика<strong>за</strong>н је на слици лево. Овакав приказ назива<br />

се дрво, због визуелне сличности <strong>са</strong> дрветом. <br />

1. Задатак<br />

Трговац је од једног произвођача купио одређену количину<br />

неког производа и <strong>за</strong> њу платио 4 230 динара. Трошкови<br />

транспорта су износили 560 динара. Укупна вредност<br />

ове робе у његовој продавници износила је 5 700 динара.<br />

Колику добит од продаје овог производа очекује трговац?<br />

p<br />

n<br />

D<br />

Велику применљивост<br />

математике омогућава<br />

то што се она бави<br />

решавањем веома<br />

општих проблема који<br />

обухватају велики број<br />

специјалних случајева.<br />

Израз је један<br />

апстрактан<br />

математички<br />

појам. Сваки израз<br />

описује читаву класу<br />

израчунавања која се<br />

обављају по истим<br />

принципима.<br />

t<br />

Пример 2.<br />

Израчунавање, из претходног примера, које трговац спроводи након сваке<br />

набавке јесте израчунавање вредности изра<strong>за</strong><br />

D = p – (n + t)<br />

где је p – продајна вредност, n – набавна вредност, t – трошкови и D – добит.<br />

Претходни <strong>за</strong>датак се своди на израчунавање вредности изра<strong>за</strong> D уколико су<br />

додељене вредности променљивим које учествују у његовом грађењу: p = 5 700,<br />

n = 4 230, t = 560.<br />

Исто дрво израчунавања, па тиме и одговарајући израз, примењују се у великом<br />

броју наизглед <strong>са</strong>свим другачијих околности.<br />

• Ученик мора <strong>за</strong> три дана да прочита књигу која има p страница. Ако је првог<br />

дана прочитао n страница, а другог t страница, колико страница је остало да<br />

прочита трећег дана?<br />

• Неко је понео p динара у продавницу и купио два производа. Један је платио n<br />

динара, а други t динара. Колико новца му је остало?<br />

• Обим троугла је p cm. Једна страница тог троугла дугачка је n cm, а друга t cm.<br />

Колико је дугачка трећа страница? <br />

Изразе градимо од:<br />

• променљивих (слова): a, b, c, ... x, y, z, ..., a 1<br />

, b 1<br />

, ..., и<br />

• константи (конкретних бројева): 1, 0, 1 2 , – 3,4, –1 2 3 итд.,<br />

повезујући их на уобичајени начин знацима <strong>за</strong> операције: + , – , ∙ , : итд.<br />

Наравно, користимо и <strong>за</strong>граде ако је потребно.<br />

188<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Рационални алгебарски изрази<br />

Сваки израз можемо представити одговарајућим дрветом. Како се формира<br />

дрво неког изра<strong>за</strong> илустровали смо у претходним примерима. Из практичних<br />

разлога поједностављујемо цртање: поља ћемо представљати тачкама, а везе међу<br />

пољима линијама, при чему ћемо поред полазних тачака уписивати променљиве и<br />

константе, а поред сваког места где се секу две линије знак операције. Уобичајено<br />

је да се тачке којима одговарају променљиве и константе цртају тако да буду<br />

колинеарне (да припадају једној правој).<br />

Пример 3.<br />

Дрво изра<strong>за</strong> на сликовит начин приказује његову структуру и сложеност.<br />

Проучите нареднe примере у којима је прика<strong>за</strong>но израчунавање вредности изра<strong>за</strong><br />

(x + 6,2) ∙ y + (5 – z) <strong>за</strong> x = 2, y = 0,1, z = 4,3 и <strong>за</strong> x = 7,3, y = 12,1, z = 3,4.<br />

2. Задатак<br />

Нацртај дрво изра<strong>за</strong> 0,1(ab + 2,2x)(y – z) па <strong>за</strong>тим израчунај његову бројевну<br />

вредност ако је a = 0,1, b = 1, x = 5, y = 12,3, z = 1,7.<br />

<br />

Изразе ћемо означавати великим словима латинице:<br />

A, B, C, ..., X, Y, Z, ..., A 1<br />

...<br />

Када желимо да нагласимо које све променљиве учествују у грађењу неког изра<strong>за</strong>,<br />

наводићемо их у <strong>за</strong>градама поред ознаке изра<strong>за</strong>. Тако, на пример, ако је A израз<br />

(x + 6,2) ∙ y + 5 – z, пи<strong>са</strong>ћемо A(x,y,z). Овакво означавање је погодно и у случајевима<br />

када желимо да истакнемо вредност изра<strong>за</strong> A <strong>за</strong> неке конкретне вредности<br />

променљивих. Ако је x = 2, y = –1, z = 14, одговарајућу вредност изра<strong>за</strong> означићемо<br />

A(2, –1, 14). Дакле, A(2, –1, 14) = (2 + 6,2) ∙ (–1) + 5 – 14 = –17,2.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

189


А<br />

Цели алгебарски изрази<br />

Врсте изра<strong>за</strong> разликујемо на основу операција које учествују у њиховом грађењу.<br />

Подсећамо на двојаку<br />

употребу знака „–”<br />

који означава и<br />

операцију супротан<br />

број и одузимање.<br />

Израз изграђен од<br />

• променљивих (слова): a, b, c, ..., x, y, z, ..., a 1<br />

, b 1<br />

...<br />

• константи (конкретних бројева): 1, 0, 1 2 , –3,4, –1 2 3 , ...<br />

у којем су дозвољене операције:<br />

– <strong>са</strong>мо множења „∙”<br />

називамо<br />

моном;<br />

– <strong>са</strong>мо множења „∙”,<br />

<strong>са</strong>бирања „ + ” и<br />

одузимања „ – ”<br />

називамо<br />

цео алгебарски израз;<br />

У овом одељку ћемо се бавити <strong>са</strong>мо целим алгебарским изразима.<br />

– множења „∙”,<br />

<strong>са</strong>бирања „ + ”,<br />

одузимања „ – ” и<br />

дељења „:”<br />

називамо<br />

рационалан<br />

алгебарски израз.<br />

Рад <strong>са</strong> овим изразима је у потпуности базиран на основним особинама операција<br />

које се у њему појављују. У наредној табели су дате неке основне особине<br />

операција које учествују у грађењу целих алгебарских изра<strong>за</strong>, као и проширене<br />

варијанте ових <strong>за</strong>конитости.<br />

За произвољне бројеве x, y, z<br />

важи:<br />

За произвољне изразе X, Y, Z<br />

важи:<br />

Комутативност <strong>са</strong>бирања x + y = y + x X + Y = Y + X<br />

Асоцијативност <strong>са</strong>бирања (x + y) + z = x + (y + z) (X + Y) + Z = X + (Y + Z)<br />

0 је неутрал <strong>за</strong> <strong>са</strong>бирање x + 0 = x X + 0 = X<br />

Инверз у односу на <strong>са</strong>бирање x + (–x) = 0 X + (–X) = 0<br />

Комутативност множења x ∙ y = y ∙ x X ∙ Y = Y ∙ X<br />

Асоцијативност множења (x ∙ y) ∙ z = x ∙ (y ∙ z) (X ∙ Y) ∙ Z = X ∙ (Y ∙ Z)<br />

1 је неутрал <strong>за</strong> множење x ∙ 1 = x X ∙ 1 = X<br />

Дистрибутивност множења<br />

према <strong>са</strong>бирању<br />

Везе између операције<br />

„супротан број” и осталих<br />

операција<br />

x ∙ (y + z) = x ∙ y + x ∙ z<br />

–(–x) = x<br />

–(x + y) = (–x) + (–y)<br />

x + (–y) = x – y<br />

(–x) ∙ (–y) = x ∙ y<br />

(–x) ∙ y = x ∙ (–y) = –(x ∙ y)<br />

X ∙ (Y + Z) = X ∙ Y + X ∙ Z<br />

–(–X) = X<br />

–(X + Y) = (–X) + (–Y)<br />

X + (–Y) = X – Y<br />

(–X) ∙ (–Y) = X ∙ Y<br />

(–X) ∙ Y = X ∙ (–Y) = –(X ∙ Y)<br />

дефиниција<br />

Знак „ = ” који повезује изразе у трећој колони претходне<br />

табеле означава еквивалентност изра<strong>за</strong>.<br />

Два изра<strong>за</strong> су еквивалентна ако су њихове вредности једнаке <strong>за</strong> сваки избор<br />

вредности променљивих које се у њима појављују.<br />

190<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Рационални алгебарски изрази<br />

Пример 1.<br />

На основу дистрибутивности <strong>са</strong>бирања према множењу имамо да је<br />

2(xy + z) = 2xy + 2z.<br />

Очигледно, изрази 2(xy + z) и 2xy + 2z нису идентични, али пишемо да су једнаки<br />

јер су једнаке њихове вредности <strong>за</strong> било који избор вредности променљивих: x, y,<br />

z. Другим речима, изрази 2(xy + z) и 2xy + 2z су еквивалентни. <br />

При раду <strong>са</strong> мономима користимо особине операције множења „ ∙ ” и операције<br />

супротан број „ – ”. Осим тога, користимо степене и основне особине у вези <strong>са</strong><br />

њима да бисмо поједноставили <strong>за</strong>писивање монома.<br />

Пример 2.<br />

Примењујући комутативност и асоцијативност множења, добијамо да је<br />

5xy(–xy)x = –5x 3 y 2 . <br />

Кажемо да је моном у сређеном облику ако представља производ константе<br />

и степена чије су основе међусобно различите променљиве. Константа која се<br />

појављује у сређеном облику монома назива се коефицијент тог монома.<br />

–xy = (–1)xy<br />

Сваки моном се применом <strong>за</strong>кона комутативности и асоцијативности<br />

<strong>за</strong> множење може трансформи<strong>са</strong>ти у еквивалентан моном који је<br />

у сређеном облику.<br />

На основу претходне теореме, пажњу можемо усмерити <strong>са</strong>мо на мономе у<br />

сређеном облику.<br />

Два монома у сређеном облику су слична ако им се разликују <strong>са</strong>мо<br />

коефицијенти (а имају исте степене променљивих).<br />

Степен монома је збир изложилаца свих степена променљивих који се<br />

појављују у том моному. Дакле, константе су мономи степена нула.<br />

Приметите да је степен<br />

монома који има бар<br />

једну променљиву<br />

природан број.<br />

Пример 3.<br />

Мономи 2xy 2 и –xy 2 су слични и њихов степен је 3.<br />

Мономи 3xy и 3x 2 нису слични, али су истог степена 2.<br />

Мономи –3x 2 yz 3 и –3xyz 3 нису слични, нити су истог степена. Степен монома<br />

–3x 2 yz 3 је 6, а степен монома –3xyz 3 је 5. <br />

Слични мономи су<br />

истог степена.<br />

Пример 4.<br />

(–2ab 2 ) ∙ (3a 3 b) = –6a 4 b 3<br />

1<br />

2 uv ∙ (–u2 ) = – 1 2 u3 v<br />

(–a 2 x) ∙ (5bx) ∙ (3abx) = –15a 3 b 2 x 3 . <br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

191


7<br />

2<br />

1 57648 9<br />

Збир два неслична<br />

монома се назива<br />

бином.<br />

Збир три монома<br />

који нису међусобно<br />

слични назива се<br />

трином.<br />

Пример 5.<br />

Сличне мономе <strong>са</strong>бирамо користећи <strong>за</strong>кон дистрибутивности. Јасно, збир два<br />

слична монома је или 0 или моном који је сличан <strong>са</strong>бирцима.<br />

2xy 2 + 3xy 2 = (2 + 3)xy 2 = 5xy 2<br />

2xy 2 + (–2)xy 2 = 0<br />

2,3xyz 2 – 3,2xyz 2 = (2,3 – 3,2)xyz 2 = –0,9xyz 2 . <br />

Збирови и разлике монома су цели алгебарски изрази. Подсећамо да се разлика<br />

монома може свести на збир: A – B = A + (–B).<br />

Сређени облик целог алгебарског изра<strong>за</strong> који је збир монома добијамо тако што<br />

најпре <strong>са</strong>беремо сличне мономе, а <strong>за</strong>тим добијене мономе (међу којима нема<br />

сличних) поређамо тако да њихови степени не расту гледано слева надесно.<br />

Наравно, несличне мономе истог степена наводимо један поред другог у<br />

произвољном редоследу. Пример сређеног изра<strong>за</strong> је 2x 4 – xy 3 + xy 2 + y 3 – x + 1.<br />

(4x + 3)(2x + 1) = 4x ∙ 2x + 4x ∙ 1 + 3 ∙ 2x + 3 ∙ 1<br />

= 8x 2 + 4x + 6x + 3<br />

= 8x 2 + 10x + 3<br />

192<br />

Пример 6.<br />

Израз 2 + 3x 2 + 2x + 2x 3 + 4x + 3x 3 + 3x + 2x 2 сређујемо у два корака:<br />

• најпре <strong>са</strong>беремо све међусобно сличне мономе,<br />

2 + 3x 2 + 2x + 2x 3 + 4x + 3x 3 + 3x + 2x 2<br />

= 2 + 5x 2 + 9x + 5x 3 ,<br />

• а <strong>за</strong>тим их „поређамо” по опадајућим степенима.<br />

5x 3 + 5x 2 + 9x + 2 <br />

Сабирање целих алгебарских изра<strong>за</strong> се своди на сређивање.<br />

Цели алгебарски изрази се множе применом <strong>за</strong>кона<br />

дистрибутивности (по принципу „сваки <strong>са</strong> сваким”, како<br />

се то колоквијално каже, при чему се мисли да изразе који<br />

су збирови монома множимо тако што сваки моном једног<br />

изра<strong>за</strong> множимо <strong>са</strong> сваким мономом другог изра<strong>за</strong> и добијене<br />

производе <strong>са</strong>бирамо).<br />

(4x + 3)(2x + 1) = 4x ∙ 1 + 3 ∙ 1 + 4x ∙ 2x + 3 ∙ 2x<br />

= 4x + 3 + 8x 2 + 6x Пример 7.<br />

= 8x 2 + 10x + 3<br />

Истичемо примену <strong>за</strong>кона дистрибутивности.<br />

A B C A B A C<br />

(4x + 3) ∙ (2x + 1) = (4x + 3) ∙ 2x + (4x + 3) ∙ 1<br />

A 1<br />

A 2<br />

B A 1<br />

A 2<br />

C<br />

= (4x + 3) ∙ 2x + (4x + 3) ∙ 1<br />

A ∙ (B + C) = A ∙ B + A ∙ C<br />

(A 1<br />

+ A 2<br />

) ∙ B = A 1<br />

∙ B + A 2<br />

∙ B<br />

A 1<br />

B A 2<br />

B A 1<br />

C A 2<br />

C<br />

(A 1<br />

+ A 2<br />

) ∙ C = A 1<br />

∙ C + A 2<br />

∙ C<br />

= 4x ∙ 2x + 3 ∙ 2x + 4x ∙ 1 + 3 ∙ 1<br />

= 8x 2 + 6x + 4x + 3<br />

= 8x 2 + 10x + 3<br />

Приметите да је израчунавање производа (4x + 3) ∙ (2x + 1) илустровано и на врху<br />

стране (с тим што је различит редослед којим су множени мономи). <br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Рационални алгебарски изрази<br />

Сваки цео алгебарски израз се може прика<strong>за</strong>ти као збир<br />

међусобно несличних монома.<br />

Пример 8.<br />

За све изразе A, B и C важи:<br />

A ∙ (B – C) = A ∙ (B + (–C)) = A ∙ B + A ∙ (–C) = A ∙ B – A ∙ C,<br />

као и<br />

(A – B) ∙ C = A ∙ C – B ∙ C.<br />

Ове две <strong>за</strong>конитости често користимо приликом множења изра<strong>за</strong>:<br />

(u – v)(2v + 3u) = u(2v + 3u) – v(2v + 3u)<br />

= 2uv + 3uu – 2vv – 3vu<br />

= 3u 2 – 2v 2 + (2uv – 3uv)<br />

= 3u 2 – 2v 2 – uv.<br />

(4x – 3)(x 2 + x – 2) = 4x ∙ x 2 + 4x ∙ x – 4x ∙ 2 – 3 ∙ x 2 – 3 ∙ x + 3 ∙ 2<br />

= 4x 3 + 4x 2 – 8x – 3x 2 – 3x + 6<br />

= 4x 3 + x 2 – 11x + 6<br />

(x 2 + x + 1) ∙ (x 2 – x – 1) = x 4 – x 3 – x 2 + x 3 – x 2 – x + x 2 – x – 1<br />

= x 4 – x 2 – 2x – 1 <br />

За било које изразе A и B важe једнакости:<br />

(A + B) 2 = A 2 + 2AB + B 2 [формула <strong>за</strong> квадрат бинома],<br />

(A – B)(A + B) = A 2 – B 2 [формула <strong>за</strong> разлику квадрата].<br />

Приликом множења<br />

изра<strong>за</strong> није<br />

препоручљиво<br />

групи<strong>са</strong>ње монома без<br />

неког реда.<br />

I II III<br />

(x 2 + 4x)(x 2 – x + 2)<br />

IV V VI<br />

III<br />

II<br />

(x 2 + 4x)(x 2 – x + 2)<br />

IV V VI<br />

Квадрат бинома<br />

и<br />

разлика квадрата<br />

I<br />

Доказ. Обе једнакости су једноставне последице <strong>за</strong>кона дистрибутивности:<br />

(A + B) 2 = (A + B) ∙ (A + B)<br />

= A 2 + AB + BA + B 2<br />

= A 2 + 2AB + B 2<br />

(A – B)(A + B) = A 2 + AB – BA – B 2<br />

= A 2 – B 2 ■<br />

1. Задатак<br />

Докажи да <strong>за</strong> било које изразе A и B важи једнакост (A – B) 2 = A 2 – 2AB + B 2 .<br />

Пример 9.<br />

Формуле <strong>за</strong> квадрат бинома и разлику квадрата користе се ради бржег сређивања<br />

изра<strong>за</strong>, али и рачунања.<br />

(–2x + 4yz) 2 = (–2x) 2 + 2(–2x)(4yz) + (4yz) 2 = 4x 2 – 16xyz + 16y 2 z 2<br />

99 2 = (100 – 1) 2 = 10 000 – 2 ∙ 100 + 1 = 9 801<br />

(2x – 3y)(2x + 3y) = (2x) 2 – (3y) 2 = 4x 2 – 9y 2<br />

96 ∙ 104 = (100 – 4)(100 + 4) = 10 000 – 16 = 9 984 <br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

193


7<br />

2<br />

1 57648 9<br />

Растављање на<br />

чиниоце<br />

„Ослобађање од<br />

<strong>за</strong>граде” и „извлачење<br />

<strong>за</strong>једничког чиниоца”<br />

јесу колоквијални<br />

изрази <strong>за</strong> примену<br />

дистрибутивности<br />

„слева надесно” и<br />

„здесна налево”.<br />

„сређивање”<br />

A ∙ (B + C) = A ∙ B + A ∙ C<br />

„растављање”<br />

дефиниција<br />

Растављање на чиниоце донекле представља обрнут поступак од поступка<br />

сређивања изра<strong>за</strong>. Сређивањем целог алгебарског изра<strong>за</strong> настојимо да<br />

израз прикажемо као збир несличних монома, док растављањем на чиниоце<br />

покушавамо да израз прикажемо као производ што једноставнијих изра<strong>за</strong>.<br />

Пример 10.<br />

Како при сређивању изра<strong>за</strong> тако и при растављању изра<strong>за</strong> на чиниоце,<br />

дистрибутивни <strong>за</strong>кон има централну улогу. Растављање изра<strong>за</strong> на чиниоце често<br />

<strong>за</strong>хтева домишљатост која се углавном стиче вежбом.<br />

uv 2 – 2uv = uv(v – 2)<br />

a 3 b – ab 3 = ab(a 2 – b 2 ) = ab(a – b)(a + b)<br />

x 3 – x 2 – 4x + 4 = x 2 (x – 1) – 4(x – 1) = (x 2 – 4)(x – 1) = (x – 2)(x + 2)(x – 1)<br />

a 2 b 2 – 6ab 2 c + 9b 2 c 2 = b 2 (a 2 – 6ac + 9c 2 ) = b 2 (a – 3c) 2 <br />

Степен целог алгебарског изра<strong>за</strong> у сређеном облику једнак је највећем степену<br />

монома који се у том изразу појављује као <strong>са</strong>бирак.<br />

Пример 11.<br />

Цео алгебарски израз<br />

x 2 y + x 2 – y + 1 је степена 3, док је израз<br />

x 4 y 2 – y 6 + x 3 y 2 – x 2 y 2 + x + 128 степена 6.<br />

дефиниција<br />

Раставити на чиниоце цео алгебарски израз значи прика<strong>за</strong>ти га као производ<br />

изра<strong>за</strong> што је могуће мањег степена, при чему су степени тих чинилаца мањи<br />

од степена полазног изра<strong>за</strong>, а већи од нуле (тј. чиниоци нису константе).<br />

Није тешко <strong>за</strong>кључити да је степен изра<strong>за</strong> растављеног на чиниоце једнак збиру<br />

степена чинилаца.<br />

Пример 12.<br />

x 2 + 1<br />

Изнад сваког изра<strong>за</strong> наведени су њихови степени.<br />

3 1 1 1<br />

uv 2 – 2uv = u v (v – 2)<br />

4 1 1 1 1<br />

a 3 b – ab 3 = ab(a 2 – b 2 ) = a b (a – b) (a + b)<br />

Пример 13.<br />

Можемо ли да раставимо израз x 2 + 1 на чиниоце? За сваки реалан број x тачна<br />

је неједнакост x 2 ≥ 0, па специјално, не постоји реалан број такав да је x 2 = –1,<br />

односно, да је x 2 + 1 = 0. Одавде следи да се израз x 2 + 1 не може раставити на<br />

чиниоце степена 1. <br />

<br />

194<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Рационални алгебарски изрази<br />

Пример 14.<br />

Квадратни биноми чија је једина променљива x јесу изрази облика αx 2 + βx или<br />

αx 2 + γ, при чему су α, β и γ неке реалне константе различите од нуле.<br />

Приметимо да се израз αx 2 + βx може раставити на чиниоце <strong>за</strong> било које реалне<br />

бројеве α и β: αx 2 + βx = x(αx + β).<br />

Израз αx 2 + γ се може раставити на чиниоце једино ако су α и γ бројеви различитог<br />

знака и у том случају користимо формулу <strong>за</strong> разлику квадрата.<br />

x 2 – 9 = (x – 3)(x + 3) x 2 – 3 = (x – √3)(x + √3)<br />

4x 2 – 1 = (2x – 1)(2x + 1) 2x 2 – 1 = (√2x – 1)(√2x + 1)<br />

–18x 2 + 2 = –2(9x 2 – 1) = –2(3x – 1)(3x + 1)<br />

Ако су α и γ бројеви истог знака, онда се αx 2 + γ не може раставити на чиниоце. <br />

Пример 15.<br />

Размотримо могућност растављања квадратних тринома чија је једина<br />

променљива x. Општи облик оваквих изра<strong>за</strong> је αx 2 + βx + γ, при чему су α, β и γ<br />

неке реалне константе различите од нуле.<br />

Овакви квадратни триноми се растављају применом формула <strong>за</strong> квадрат бинома<br />

и разлику квадрата (наравно, под условом да је растављање могуће). Уместо да<br />

разматрамо општу ситуацију, растављање ћемо илустровати примерима.<br />

x 2 + 4x + 3 = x 2 + 4x + 4 – 4 + 3 = (x + 2) 2 – 1 = ((x + 2) – 1)((x + 2) + 1) = (x + 1)(x + 3)<br />

–x 2 + 4x – 3 = –(x 2 – 4x + 3) = –(x 2 – 4x + 4 – 4 + 3)<br />

= –((x – 2) 2 – 1) = –((x – 2) – 1)((x – 2) + 1) = –(x – 3)(x – 1)<br />

x 2 + 5x + 6 = x 2 + 2 ∙ 5 2 x + 5 2<br />

= x + 5 2 – 1 2<br />

2<br />

–<br />

5<br />

2<br />

x + 5 2 + 1 2<br />

4x 2 – 6x + 1,25 = (2x) 2 – 2 ∙ 2x ∙ 3 2 + 3 2<br />

= 2x – 3 2<br />

2<br />

+ 6 = x + 5 2<br />

2<br />

– 1 4<br />

= (x + 2)(x + 3)<br />

2<br />

–<br />

2<br />

3 5 +<br />

2 4<br />

2<br />

– 1 = 2x – 3 2 – 1 2x – 3 + 1 = (2x – 2,5)(2x – 0,5)<br />

2<br />

Илустровани метод нам помаже и да откријемо да се неки квадратни трином<br />

не може раставити на чиниоце. На пример, x 2 – 2x + 2 и x 2 – x + 1 јесу квадратни<br />

триноми који се не могу раставити на чиниоце.<br />

x 2 – 2x + 2 = x 2 – 2x + 1 – 1 + 2 = (x – 2) 2 + 1<br />

x 2 – x + 1 = x 2 – 2 ∙ 1 2 x + 1 4 – 1 4 + 1 = x – 1 2<br />

+ 3<br />

2 4 <br />

Растављање<br />

квадратних бинома<br />

αx 2 + βx и αx 2 + γ<br />

Бином другог степена<br />

назива се квадратни<br />

бином. Трином другог<br />

степена назива се<br />

квадратни трином.<br />

Растављање<br />

квадратног тринома<br />

αx 2 + βx + γ<br />

Приликом<br />

растављања<br />

квадратног тринома<br />

αx 2 + βx + γ, α > 0 на<br />

чиниоце, најважније<br />

је правилно допунити<br />

израз αx 2 + βx до<br />

потпуног квадрата, тј.<br />

пронаћи број δ (који<br />

увек постоји) такав да<br />

је αx 2 + βx + δ квадрат<br />

неког бинома α 1<br />

x + β 1<br />

.<br />

Тада је<br />

αx 2 + βx + γ<br />

= αx 2 + βx + δ – δ + γ<br />

= (α 1<br />

x + β 1<br />

) 2 – δ + γ.<br />

Слично као у претходним примерима, доказује се да изразе<br />

x 2 + 4, x 2 + 5, x 2 + y 2 , a 2 + 2b 2 ...<br />

x 2 + 4x + 5, x 2 + x + 1, x 2 – xy + y 2 , x 2 + xy + y 2 ...<br />

није могуће раставити на чиниоце степена 1.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

195


Б<br />

У општем случају није могуће потпуно прецизно опи<strong>са</strong>ти све методе растављања<br />

на чиниоце. Које ћемо формуле примењивати <strong>за</strong>виси од случаја до случаја, па<br />

је стечено искуство при растављању изра<strong>за</strong> на чиниоце главни ослонац при<br />

решавању оваквих <strong><strong>за</strong>датака</strong>.<br />

Наводимо још неке формуле које могу бити корисне приликом растављања на<br />

чиниоце.<br />

теорема<br />

За било које изразе A и B важe једнакости:<br />

• (A + B) 3 = A 3 + 3A 2 B + 3AB 2 + B 3 [формула <strong>за</strong> куб бинома],<br />

• A 3 – B 3 = (A – B)(A 2 + AB + B 2 ) [формула <strong>за</strong> разлику кубова],<br />

• A 3 + B 3 = (A + B)(A 2 – AB + B 3 ) [формула <strong>за</strong> збир кубова].<br />

2. Задатак<br />

Докажи једнакости из претходне теореме.<br />

Пример 16.<br />

Веома чест случај је да <strong>за</strong> неки израз постоји више поступака којима се он<br />

раставља на чиниоце.<br />

Изрази a 2 + ab + b 2 и<br />

a 2 – ab + b 2 не могу се<br />

раставити.<br />

Раставимо на чиниоце израз a 6 – b 6 .<br />

1. начин<br />

a 6 – b 6 = (a 3 ) 2 – (b 3 ) 2<br />

= (a 3 – b 3 )(a 3 + b 3 )<br />

= (a – b)(a 2 + ab + b 2 )(a + b)(a 2 – ab + b 2 )<br />

= (a – b)(a + b)(a 2 + ab + b 2 )(a 2 – ab + b 2 )<br />

2. начин<br />

a 6 – b 6 = (a 2 ) 3 – (b 2 ) 3<br />

= (a 2 – b 2 )((a 2 ) 2 + a 2 b 2 + (b 2 ) 2 )<br />

= (a – b)(a + b)(a 4 + a 2 b 2 + b 4 )<br />

= (a – b)(a + b)(a 4 + 2a 2 b 2 + b 4 – a 2 b 2 )<br />

= (a – b)(a + b)((a 2 + b 2 ) 2 – a 2 b 2 )<br />

= (a – b)(a + b)(a 2 + b 2 – ab)(a 2 + b 2 + ab)<br />

196<br />

Раставимо на чиниоце израз (x + y) 3 + (x – y) 3 .<br />

1. начин.<br />

(x + y) 3 + (x – y) 3 = x 3 + 3x 2 y + 3xy 2 + y 3 + x 3 – 3x 2 y + 3xy 2 – y 3<br />

= 2x 3 + 6xy 2<br />

= 2x(x 2 + 3y 2 ).<br />

2. начин<br />

До истог резултата долазимо ако у првом кораку применимо формулу <strong>за</strong> збир<br />

кубова.<br />

(x + y) 3 + (x – y) 3 = (x + y + x – y)((x + y) 2 – (x + y)(x – y) + (x – y) 2 )<br />

= 2x(x 2 + 2xy + y 2 – x 2 + y 2 + x 2 – 2xy + y 2 )<br />

= 2x(x 2 + 3y 2 ). <br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Полиноми <strong>са</strong> једном променљивом<br />

Полиноми <strong>са</strong> једном променљивом су цели алгебарски изрази у којима се<br />

појављује <strong>са</strong>мо једна променљива.<br />

Већ смо <strong>за</strong>кључили да се сваки цео алгебарски израз може представити као збир<br />

међусобно несличних монома. Специјално, у случају полинома имамо следеће<br />

тврђење.<br />

Сваки полином P(x) се (сређивањем) може свести<br />

на такозвани канонски облик<br />

P(x) = α n<br />

x n + α n – 1<br />

x n – 1 + ... + α 1<br />

x + α 0<br />

,<br />

где су α n<br />

, α n – 1<br />

, ... , α 1<br />

, α 0<br />

константе (дати реални бројеви), а n је природан број<br />

или нула. Константе α n<br />

, α n – 1<br />

, ... , α 1<br />

, α 0<br />

називају се коефицијенти полинома P(x).<br />

А<br />

Са P(x) означавамо<br />

да је P полином <strong>са</strong><br />

променљивом x. Каже<br />

се и да је P „полином<br />

по променљивој x”.<br />

Канонски облик<br />

полинома<br />

Ако је P(x) = α n<br />

x n + α n – 1<br />

x n – 1 + ... + α 1<br />

x + α 0<br />

и α n<br />

≠ 0, n ≥ 0, тада:<br />

• кажемо да је полином P(x) степена n и пишемо deg (P) = n,<br />

• моном α n<br />

x n називамо водећим мономом полинома P(x),<br />

• коефицијент α n<br />

називамо водећим коефицијентом полинома P(x),<br />

• коефицијент α 0<br />

називамо слободним чланом полинома P(x).<br />

Специјално, ако је P(x) = α 0<br />

, α 0<br />

≠ 0, тј. ако је P(x) константа различита од нуле, онда<br />

је deg (P) = 0. Дакле, реалне бројеве различите од нуле сматрамо полиномима<br />

нултог степена. Ако је P(x) = 0, тј. ако је P такозвани нулти полином, онда његов<br />

степен није дефини<strong>са</strong>н, тј. нултом полиному не приписујемо никакав одређени<br />

степен.<br />

Ознака deg долази из<br />

енглеског језика као<br />

скраћеница <strong>за</strong> реч<br />

degree = степен.<br />

3, –5, 1, 14, –7 су<br />

коефицијенти полинома<br />

3x 4 – 5x 3 + x 2 + 14x – 7<br />

Пример 1.<br />

Збир и производ два полинома такође су полиноми.<br />

Нека је P(x) = 2x 3 + 3x – 6, Q(x) = 2x 3 + 7x 2 – 3 и R(x) = –2x 3 + 1.<br />

Приметимо да је deg (P) = deg (Q) = deg (R) = 3.<br />

Тада је<br />

P(x) + Q(x) = 4x 3 + 7x 2 + 3x – 9 и deg (P + Q) = 3,<br />

Q(x) + R(x) = 7x 2 – 2 и deg (Q + R) = 2 < 3, и<br />

P(x) + R(x) = 3x – 5 и deg (P + R) = 1 < 3.<br />

Како је<br />

P(x) ∙ Q(x) = (2x 3 + 3x – 6) ∙ (2x 3 + 7x 2 – 3)<br />

= 4x 6 + 14x 5 – 6x 3 + 6x 4 + 21x 3 – 9x – 12x 3 – 42x 2 + 18<br />

= 4x 6 + 14x 5 + 6x 4 + 3x 3 – 42x 2 – 9x + 18,<br />

имамо да је deg (P ∙ Q) = 6. Није тешко и без директног множења <strong>за</strong>кључити да је<br />

deg (Q ∙ R) = deg (P ∙ R) = 6. <br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

197


7<br />

2<br />

1 57648 9<br />

Број max {a,b} једнак<br />

је већем од бројева a и<br />

b. На пример,<br />

max {2,3} = 3,<br />

max {4,0} = 4,<br />

max {3,3} = 3, и сл.<br />

Аналогно се<br />

дефинише min {a,b}.<br />

теорема<br />

1. Задатак<br />

Без директног <strong>са</strong>бирања и множења полинома P(x) и Q(x), одреди deg (P + Q) и<br />

deg (P ∙ Q) ако је:<br />

1) P(x) = –x 3 + 2x 2 – 14x + 5 и Q(x) = –x 2 – x – 1;<br />

2) P(x) = –24x 8 + 3,7x 7 – 150x 2 + 15 и Q(x) = 17x 6 – 1,2x + 58;<br />

3) P(x) = 2x 13 + x 2 + x + 1 и Q(x) = –2x 13 + 5x 7 – x 2 .<br />

Ако полиноми P(x) и Q(x) нису нулти полиноми, онда је<br />

deg (P + Q) ≤ max {deg (P), deg (Q)} ако P + Q није нулти полином<br />

и<br />

deg (P ∙ Q) = deg (P) + deg (Q).<br />

Приметимо да је водећи коефицијент производа два полинома производ водећих<br />

коефицијената тих полинома.<br />

(α k<br />

x k + α k – 1<br />

x k – 1 + ... + α 0<br />

) ∙ (β m<br />

x m + β k – 1<br />

x k – 1 + ... + β 0<br />

) = α k<br />

β m<br />

x k + m + ...<br />

Када се променљивој x додели нека конкретна вредност, вредност полинома P(x)<br />

се рачуна на уобичајени начин.<br />

Пример 2.<br />

Ако је P(x) = –3x 3 + x 2 – 4, онда је<br />

P(2,1) = –3 ∙ (2,1) 3 + (2,1) 2 – 4 = –27,373,<br />

P(–2,1) = –3 ∙ (–2,1) 3 + (–2,1) 2 – 4 = 28,193,<br />

P(1) = –3 ∙ 1 3 + 1 2 – 4 = –6,<br />

P(0) = –3 ∙ 0 3 + 0 2 – 4 = –4. <br />

За сваки полином<br />

P(x) вредност P(0) је<br />

једнака слободном<br />

члану, а P(1) збиру<br />

коефицијената<br />

полинома P.<br />

важна теорема<br />

Два полинома (<strong>са</strong> истом променљивом) су еквивалентна ако и <strong>са</strong>мо ако имају<br />

једнаке канонске облике.<br />

Претходна теорема се веома често користи при раду <strong>са</strong> полиномима што ћемо<br />

илустровати већ у наредном примеру.<br />

Пример 3.<br />

Одредимо константе α и β тако да полиноми<br />

P(x) = x 3 – 2x 2 + α и Q(x) = (x + 1)(x 2 + βx + γ)<br />

буду еквивалентни. Како је Q(x) = x 3 + (β + 1) x 2 + (γ + β)x + γ, да би било<br />

x 3 – 2x 2 + α = x 3 + (β + 1) x 2 + (γ + β)x + γ,<br />

према претходној теореми имамо да је<br />

–2 = β + 1, 0 = γ + β, α = γ.<br />

Из ових једнакости једноставно добијамо да је:<br />

β = –3, γ = 3, α = 3. <br />

198<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Рационални алгебарски изрази<br />

Ако је неки полином могуће раставити на чиниоце, онда су чиниоци такође<br />

полиноми <strong>са</strong> истом променљивом, при чему је степен сваког чиниоца већи од<br />

нуле, али је мањи од степена полинома. По аналогији <strong>са</strong> релацијом дељивости<br />

целих бројева кажемо да сваки од чинилаца дели полином, односно, да је полином<br />

дељив сваким од чинилаца на које је растављен.<br />

Нека су A и B полиноми при чему B није нулти полином. Полином A је дељив<br />

полиномом B, односно, B дели A ако постоји полином Q такав да је A = B ∙ Q.<br />

Полином Q се назива количник при дељењу A <strong>са</strong> B.<br />

Пример 4.<br />

Полином A(x) = x 2 – 1 је дељив полиномом B(x) = x + 1 јер је<br />

А B C<br />

x 2 – 1 = (x + 1) ∙ (x – 1).<br />

Полином x 2 + 1 није дељив <strong>са</strong> x + 1. Ако би полином x 2 + 1 био дељив <strong>са</strong> x + 1, онда<br />

би постојао полином Q(x) такав да је x 2 + 1 = (x + 1) ∙ Q(x). Међутим, тада би <strong>за</strong><br />

x = –1 морало бити (–1) 2 + 1 = ((–1) + 1) ∙ Q(–1), што није тачно. <br />

Недељивост неког полинома неким другим полиномом доводи нас до такозваног<br />

„дељења <strong>са</strong> остатком”. Наиме, тачна је следећа теорема.<br />

За свака два полинома A и B, при чему B није нулти полином, постоје<br />

јединствени полиноми Q и R такви да је A = B ∙ Q + R,<br />

где је R = 0 или је deg (R) < deg (B).<br />

Дељење полинома<br />

дефиниција<br />

Цео број a je дељив<br />

целим бројем b,<br />

различитим од нуле,<br />

ако постоји цео број q<br />

такав да је a = b ∙ q.<br />

теорема<br />

Пример 5.<br />

Нека је A(x) = x 4 + 3x 3 + 2x 2 + 4x – 5 и B(x) = x 2 + x + 1. Одредимо количник Q и остатак<br />

R при дељењу A <strong>са</strong> B.<br />

У датој ситуацији непосредно <strong>за</strong>кључујемо да је:<br />

• deg (Q) = 2,<br />

• водећи коефицијент полинома Q једнак 1,<br />

• R = 0 или deg (R) < 2.<br />

Одавде следи да је полином Q(x) облика x 2 + αx + β, а да је полином R облика γx + δ,<br />

где су α, β, γ, δ константе које треба одредити.<br />

Дакле, x 4 + 3x 3 + 2x 2 + 4x – 5 = (x 2 + x + 1) ∙ (x 2 + αx + β) + γx + δ,<br />

односно,<br />

x 4 + 3x 3 + 2x 2 + 4x – 5 = x 4 + (α + 1)x 3 + (α + β + 1)x 2 + (α + β + γ)x + β + δ.<br />

Непознате константе налазимо применом методе из примера 3.<br />

3 = α + 1 α = 2<br />

2 = α + β + 1 β = –1<br />

4 = α + β + γ γ = 3<br />

–5 = β + δ δ = –4<br />

Количник је Q(x) = x 2 + 2x – 1, а остатак R(x) = 3x – 4. <br />

Полином Q се назива<br />

количник, а R остатак<br />

при дељењу A <strong>са</strong> B.<br />

Ако је deg (A) < deg (B),<br />

онда је Q = 0 и R = A.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

199


Б<br />

Ако је deg (A) ≥ deg (B), онда се полином A може поделити полиномом B<br />

поступком који је аналоган поступку дељења два (вишецифрена) природна броја.<br />

Овај поступак ћемо илустровати у наредном примеру.<br />

Пример 6.<br />

Као у претходном примеру, нека је<br />

A(x) = x 4 + 3x 3 + 2x 2 + 4x – 5 и B(x) = x 2 + x + 1.<br />

Одредимо на други начин количник Q и остатак R при дељењу A <strong>са</strong> B.<br />

(x 4 + 3x 3 + 2x 2 + 4x – 5) : x 2 + x + 1 = x 2 + 2x – 1<br />

–(x 4 + x 3 + x 2 )<br />

2x 3 + x 2 + 4x – 5<br />

– (2x 3 + 2x 2 + 2x)<br />

– x 2 + 2x – 5<br />

–(–x 2 – x – 1)<br />

3x – 4<br />

Прво делимо водеће мономе полинома A и B:<br />

x 4 : x 2 = x 2 .<br />

Затим B(x) множимо добијеним мономом x 2 и добијени<br />

производ одузимамо од A(x):<br />

(x 4 + 3x 3 + 2x 2 + 4x – 5) – x 2 ∙ (x 2 + x + 1)<br />

= 2x 3 + x 2 + 4x – 5.<br />

Водећи моном ове разлике, тј. 2x 3 даље делимо водећим<br />

мономом полинома B:<br />

2x 3 : x 2 = 2x.<br />

Полином B множимо добијеним мономом 2x и<br />

добијени производ одузимамо од<br />

2x 3 + x 2 + 4x – 5.<br />

Поступак настављамо све док остатак не постане полином мањег степена од<br />

степена полинома B (тј. у овом случају од 2) или нула. Дакле,<br />

x 4 + 3x 3 + 2x 2 + 4x – 5 = (x 2 + x + 1) ∙ (x 2 + 2x – 1) + 3x – 4. <br />

Пример 7.<br />

Десно је прика<strong>за</strong>но дељење полинома<br />

x 5 + 2x 2 – x – 2 полиномом x 3 + x + 2. Као<br />

што се може видети, остатак је нула, што<br />

значи да је полином x 5 + 2x 2 – x – 2 дељив<br />

полиномом x 3 + x + 2, тако да је<br />

x 5 + 2x 2 – x – 2 = (x 3 + x + 2) ∙ (x 2 – 1). <br />

(x 5 + 2x 2 – x – 2) : (x 3 + x + 2) = x 2 – 1<br />

–(x 5 + x 3 + 2x 2 )<br />

–x 3 – x – 2<br />

–(– x 3 – x – 2)<br />

0<br />

200<br />

2. Задатак<br />

Да је дељење дато <strong>са</strong> десне стране погрешно,<br />

једноставно можемо проверити. Заиста, ако<br />

помножимо делилац и количник и додамо остатак,<br />

не добијамо дељеник x 6 .<br />

(x 2 + 1) ∙ (x 4 – x 2 – 1) + 1<br />

= x 6 – x 4 – x 2 + x 4 – x 2 – 1 + 1<br />

= x 6 – 2x 2<br />

Где је грешка?<br />

Подели исправно полином x 6 <strong>са</strong> x 2 + 1.<br />

x 6 : (x 2 + 1) = x 4 – x 2 – 1<br />

–(x 6 + x 4 )<br />

–x 4<br />

–(–x 4 + x 2 )<br />

–x 2<br />

–(–x 2 – 1)<br />

1<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


В<br />

Пример 8.<br />

Колики је остатак при дељењу полинома<br />

P(x) = x 4 – 3x 3 + 2x 2 – x – 5<br />

полиномом x –2?<br />

Одговор на питање свакако можемо дати ако P(x) поделимо <strong>са</strong> x – 2.<br />

(x 4 – 3x 3 + 2x 2 – x – 5) : (x – 2) = x 3 – x 2 – 1<br />

–(x 4 – 2x 3 )<br />

–x 3 + 2x 2 – x – 5<br />

–(–x 3 + 2x 2 )<br />

–x – 5<br />

–(–x + 2)<br />

–7<br />

Тражени остатак је, дакле, једнак –7.<br />

До одговора смо могли много једноставније да дођемо.<br />

Приметимо да се питање односи <strong>са</strong>мо на остатак дељења полинома P(x)<br />

полиномом првог степена x – 2 (количник се не тражи). Оно што сигурно знамо<br />

јесте да је остатак нека константа ρ и да је <strong>за</strong> неки полином Q(x) тачна једнакост<br />

P(x) = (x – 2) ∙ Q(x) + ρ.<br />

Ако променљивој x доделимо вредност 2 из последње једнакости, добијамо да је<br />

P(2) = (2 – 2) ∙ Q(x) + ρ = ρ. Дакле, тражени остатак је једнак вредности P(2):<br />

P(2) = 2 4 – 3 ∙ 2 3 + 2 ∙ 2 2 – 2 – 5 = –7. <br />

Једноставним уопштењем разматрања из претходног примера добијамо следећу<br />

теорему.<br />

Нека је P(x) неки полином и α произвољан реалан број. Остатак при дељењу<br />

P(x) полиномом x – α једнак је P(α).<br />

Специјално, полином P(x) је дељив <strong>са</strong> x – α ако и <strong>са</strong>мо ако је P(α) = 0.<br />

Безуова теорема<br />

Пример 9.<br />

Да је полином P(x) = (x 367 – 3) 3 + (x 48 – 9) 2 дељив <strong>са</strong> x + 1, <strong>за</strong>кључујемо из претходне<br />

теореме јер је<br />

P(–1) = ((–1) 367 – 3) 3 + ((–1) 48 – 9) 2<br />

= (–1 – 3) 3 + (1 – 9) 2 = –64 + 64<br />

= 0. <br />

Сваки број α такав да је P(α) = 0 назива се корен полинома P.<br />

Из Безуове теореме<br />

следи да ако знамо<br />

неки корен полинома<br />

онда знамо и један<br />

његов чинилац првог<br />

степена.<br />

дефиниција<br />

Пример 10.<br />

Растављање полинома на чиниоце и налажење његових корена јесу у суштини два<br />

веома блиска поступка. На пример, корене полинома x 3 – 2x 2 – x + 2 једноставно<br />

добијамо ако га раставимо на чиниоце:<br />

x 2 (x – 2) – (x – 2) = (x 2 – 1)(x – 2) = (x – 1)(x + 1)(x – 2). <br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

201


А<br />

НЗД – највећи<br />

<strong>за</strong>једнички делилац<br />

НЗС – најмањи<br />

<strong>за</strong>једнички <strong>са</strong>држалац<br />

НЗД и НЗС полинома<br />

Истакнимо најпре два једноставна <strong>за</strong>пажања у вези <strong>са</strong> релацијом дељивости<br />

полинома.<br />

1. Ако је полином A(x) дељив полиномом D(x), онда је A(x) дељив и полиномима<br />

αD(x), <strong>за</strong> произвољан реалан број α различит од нуле. (Погледај другу<br />

напомену на маргини.)<br />

2. Нека је A(x) полином степена n > 1. Једини делиоци полинома A(x) који су<br />

степена n јесу полиноми αA(x), <strong>за</strong> произвољан реалан број α различит од нуле.<br />

дефиниција<br />

Полином D је <strong>за</strong>једнички делилац полинома A и B ако су и A и B дељиви <strong>са</strong> D.<br />

Полином S је <strong>за</strong>једнички <strong>са</strong>држалац полинома A и B ако је S дељив<br />

и <strong>са</strong> A и <strong>са</strong> B.<br />

A(x) D(x) количник<br />

x 2 – 1 = (x – 1) ∙ (x + 1)<br />

A(x) 2 ∙ D(x)<br />

x 2 – 1 = (2x – 2) ∙<br />

∙ D(x)<br />

A(x)<br />

x 2 – 1 = 1 3 x – 1 3<br />

количник<br />

1<br />

2 x + 1 2<br />

количник<br />

∙ (3x + 3)<br />

Пример 1.<br />

Нека је A(x) = x 3 – x и B(x) = x 4 – 1. Није тешко проверити да је један <strong>за</strong>једнички<br />

делилац полинома A(x) и B(x) полином D(x) = x 2 – 1:<br />

A(x) D(x) A(x) D(x)<br />

x 3 – x = (x 2 – 1) ∙ x и x 4 – 1 = (x 2 – 1) ∙ (x 2 + 1)<br />

Имају ли полиноми A(x) и B(x) и других <strong>за</strong>једничких делилаца?<br />

Очигледно је да су сви делиоци полинома D(x) = x 2 – 1 такође <strong>за</strong>једнички делиоци<br />

полинома A(x) и B(x). Како су x – 1 и x + 1 делиоци полинома D(x), они су и<br />

<strong>за</strong>једнички делиоци полинома A(x) и B(x):<br />

x 3 – x = (x – 1) ∙ (x 2 + x) и x 4 – 1 = (x – 1) ∙ (x 3 + x 2 + x + 1),<br />

x 3 – x = (x + 1) ∙ (x 2 – x) и x 4 – 1 = (x + 1) ∙ (x 3 – x 2 + x – 1).<br />

Није тешко <strong>за</strong>кључити да су<br />

α, αx – α, αx + α, αx 2 – α, α R \ {0}<br />

сви делиоци датих полинома A(x) и B(x). Приметимо да иако <strong>за</strong>једничких<br />

делилаца датих полинома има бесконачно много, постоје <strong>са</strong>мо четири различита<br />

типа делилаца: константе, два типа делилаца првог реда и један тип делилаца<br />

другог реда.<br />

Иако <strong>за</strong> највећи <strong>за</strong>једнички делилац полинома A(x) и B(x) можемо узети било који<br />

делилац максималног степена – у овом случају степена два, уобичајено је да се<br />

узме онај чији је водећи коефицијент једнак јединици. Дакле,<br />

НЗД(x 3 – x, x 4 – 1) = x 2 – 1.<br />

Приметимо да је највећи <strong>за</strong>једнички делилац полинома A(x) и B(x) дељив свим<br />

осталим <strong>за</strong>једничким делиоцима ова два полинома. <br />

202<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Рационални алгебарски изрази<br />

Нека су A(x) и B(x) полиноми који нису нулти.<br />

Највећи <strong>за</strong>једнички делилац полинома A(x) и B(x) је сваки полином који<br />

је дељив свим осталим делиоцима полинома A(x) и B(x). Са НЗД(A(x), B(x))<br />

означаваћемо било који највећи <strong>за</strong>једнички делилац полинома A(x) и B(x).<br />

Најмањи <strong>за</strong>једнички <strong>са</strong>држалац полинома A(x) и B(x) је сваки полином<br />

који је дељив полиномима A(x) и B(x) и дели сваки други <strong>са</strong>држалац ова два<br />

полинома. Са НЗС(A(x), B(x)) означаваћемо било који најмањи <strong>за</strong>једнички<br />

<strong>са</strong>држалац полинома A(x) и B(x).<br />

Производ два полинома је дељив њиховим највећим <strong>за</strong>једничким делиоцем и<br />

при томе је количник најмањи <strong>за</strong>једнички <strong>са</strong>држалац та два полинома.<br />

Претходно тврђење нам омогућава да на једноставан начин одредимо најмањи<br />

<strong>за</strong>једнички <strong>са</strong>држалац два полинома ако прво одредимо њихов највећи <strong>за</strong>једнички<br />

делилац.<br />

дефиниција<br />

Еуклидов алгоритам<br />

је поступак <strong>за</strong><br />

налажење највећег<br />

<strong>за</strong>једничког делиоца<br />

два цела броја. Опи<strong>са</strong>н<br />

је на страни 51.<br />

Потпуно аналогно се<br />

може наћи највећи<br />

<strong>за</strong>једнички делилац<br />

нека два полинома.<br />

Највећи <strong>за</strong>једнички делилац и најмањи <strong>за</strong>једнички <strong>са</strong>држалац два полинома<br />

једноставно одређујемо ако полиноме раставимо на чиниоце који се даље не могу<br />

растављати и поступимо аналогно као приликом одређивања НЗД-а и НЗС-а<br />

природних бројева који су растављени на просте чиниоце. Овом приликом ћемо<br />

се <strong>за</strong>држати <strong>са</strong>мо на таквим случајевима.<br />

Пример 2.<br />

Одредимо највећи <strong>за</strong>једнички делилац и најмањи <strong>за</strong>једнички <strong>са</strong>држалац полинома<br />

растављањем на чиниоце.<br />

1) A(x) = x 4 – x 2 , B(x) = x 3 – 2x 2 + x<br />

A(x) = x 4 – x 2 = x 2 (x 2 – 1) = x 2 (x – 1)(x + 1)<br />

B(x) = x 3 – 2x 2 + x = x(x 2 – 2x + 1) = x(x – 1) 2<br />

НЗД(A(x),B(x)) = x(x – 1), НЗС(A(x),B(x)) = x 2 (x – 1) 2 (x + 1)<br />

2) A(x) = 2x 3 + x 2 + 2x + 1, B(x) = x 5 – x<br />

A(x) = 2x 3 + x 2 + 2x + 1 = x 2 (2x + 1) + (2x + 1)<br />

= (x 2 + 1)(2x + 1)<br />

B(x) = x 5 – x = x(x 4 – 1) = x(x 2 – 1)(x 2 + 1)<br />

= x(x – 1)(x + 1)(x 2 + 1)<br />

НЗД(A(x),B(x)) = x 2 + 1<br />

НЗС(A(x),B(x)) = x(x – 1)(x + 1)(2x + 1)(x 2 + 1)<br />

3) A(x) = x 2 + 1, B(x) = x 2 + x + 1<br />

Полиноми A(x) и B(x) се не могу раставити на чиниоце.<br />

НЗД(A(x),B(x)) = 1<br />

НЗС(A(x),B(x)) = (x 2 + 1)(x 2 + x + 1) <br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

203


А<br />

Рационални алгебарски изрази<br />

Вредност било ког целог алгебарског изра<strong>за</strong> можемо одредити ако било које<br />

реалне бројеве доделимо променљивим које се у њему појављују. То није случај<br />

<strong>са</strong> рационалним алгебарским изразима будући да у њиховом грађењу учествује<br />

дељење, а као што је познато, дељење нулом није дефини<strong>са</strong>но.<br />

Формула<br />

¬(pq) ¬p¬q<br />

је таутологија позната<br />

као Де Морганов <strong>за</strong>кон<br />

(види страну 19).<br />

Пример 1.<br />

Нека је<br />

R(x,y,z) =<br />

x + yz<br />

(x – 2)(y – z) .<br />

Очигледно, вредност изра<strong>за</strong> R(x,y,z) не постоји ако је променљивој x додељена<br />

вредност 2 или су променљивим y и z додељене исте вредности. Дакле,<br />

„Вредност изра<strong>за</strong> R(x,y,z) не постоји” x = 2y = z.<br />

Одавде даље <strong>за</strong>кључујемо да<br />

„Вредност изра<strong>за</strong> R(x,y,z) постоји” ¬(x = 2y = z)<br />

x ≠ 2y ≠ z.<br />

Каже се да је формула<br />

x ≠ 2y ≠ z<br />

услов под којим је израз R(x,y,z) дефини<strong>са</strong>н. Приликом навођења услова знак „”<br />

се најчешће <strong>за</strong>мењује <strong>за</strong>резом.<br />

Наводимо још неколико примера.<br />

x + 1<br />

Израз<br />

је дефини<strong>са</strong>н под условом: x ≠ 1, x ≠ –2.<br />

(x – 1)(x + 2)<br />

x + y<br />

Израз + 1 је дефини<strong>са</strong>н под условом: x ≠ 0, y ≠ 1.<br />

x(y – 1)<br />

1<br />

Израз<br />

је дефини<strong>са</strong>н под условом: x ≠ y, a ≠ –b.<br />

(x – y)(a + b)<br />

1<br />

Израз<br />

x 2 + y је дефини<strong>са</strong>н под условом: 2<br />

x2 + y 2 ≠ 0, односно, под условом:<br />

x ≠ 0y ≠ 0. <br />

xy = 0 x = 0y = 0<br />

xy ≠ 0 x ≠ 0y ≠ 0<br />

x 2 + y 2 = 0 x = 0y = 0<br />

x 2 + y 2 ≠ 0 x ≠ 0y ≠ 0<br />

Пример 2.<br />

Неки рационални алгебарски изрази су дефини<strong>са</strong>ни <strong>за</strong> све вредности<br />

променљивих без обзира што се променљива налази у имениоцу изра<strong>за</strong>. Пример<br />

таквог изра<strong>за</strong> је<br />

1<br />

x 2 + 1 .<br />

Пошто не постоји реалан број x такав да је x 2 + 1 = 0 (јер је x 2 ≥ 0 <strong>за</strong> свако реално x),<br />

горњи израз је „безусловно” дефини<strong>са</strong>н, тј. променљивој x се може доделити било<br />

који реалан број. <br />

204<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Рационални алгебарски изрази<br />

Пример 3.<br />

Добро је познато да <strong>за</strong> било које реалне бројеве x и y који су различити од нуле<br />

важи једнакост<br />

1<br />

x + 1 y = y + x<br />

xy .<br />

Другим речима, рационални алгебарски изрази 1 x + 1 y и y + x (који нису<br />

xy<br />

идентични) имају исте вредности под условом да је x ≠ 0y ≠ 0. <br />

Из претходног примера видимо да се у случају рационалних алгебарских изра<strong>за</strong><br />

може говорити <strong>са</strong>мо о условној еквивалентности. (На маргини подсећамо на<br />

дефиницију еквивалентности целих алгебарских изра<strong>за</strong>.)<br />

Нека је U услов под којим су дефини<strong>са</strong>на оба рационална алгебарска изра<strong>за</strong><br />

A и B. Изрази A и B су еквивалентни под условом U, у ознаци<br />

A = B, U<br />

ако су њихове вредности једнаке <strong>за</strong> сваки избор вредности променљивих<br />

тако да је <strong>за</strong>довољен услов U.<br />

Потпуно аналогно разломцима, под основним обликом рационалног алгебарског<br />

изра<strong>за</strong> сматра се израз облика<br />

P<br />

Q<br />

где су P и Q цели алгебарски изрази који немају <strong>за</strong>једничких чинилаца и при чему<br />

је Q ≠ 0 услов под којим је израз овог облика дефини<strong>са</strong>н.<br />

Два цела алгебарска<br />

изра<strong>за</strong> су<br />

еквивалентна ако су<br />

њихове вредности<br />

једнаке <strong>за</strong> сваки<br />

избор вредности<br />

променљивих које се у<br />

њима појављују.<br />

дефиниција<br />

A B<br />

U<br />

1<br />

x + 1 y = y + x , (x ≠ 0,y ≠ 0)<br />

xy<br />

Типичан <strong>за</strong>датак је трансформи<strong>са</strong>ти неки рационалан алгебарски израз у<br />

еквивалентан израз који је у основном облику. Све трансформације базиране су<br />

на основним особинама операција <strong>са</strong> разломцима.<br />

Еквивалентност изра<strong>за</strong><br />

A<br />

B = A ∙ C<br />

B ∙ C<br />

A<br />

B ± C AD ± CB<br />

=<br />

D BD<br />

A<br />

B ∙ C D = A ∙ C<br />

B ∙ D<br />

A<br />

B : C D = A ∙ D<br />

B ∙ C<br />

= A ∙ D<br />

B ∙ C<br />

под условом<br />

B ≠ 0, C ≠ 0<br />

B ≠ 0, D ≠ 0<br />

B ≠ 0, D ≠ 0<br />

B ≠ 0, D ≠ 0, C ≠ 0<br />

(приметите да водимо<br />

рачуна о свим местима<br />

где се појављује дељење)<br />

[проширивање и<br />

скраћивање]<br />

[<strong>са</strong>бирање и одузимање]<br />

[множење]<br />

[дељење]<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

205


7<br />

2<br />

1 57648 9<br />

Пример 4.<br />

За сваки од рационалних алгебарских изра<strong>за</strong> наћи ћемо еквивалентан рационални<br />

израз у основном облику и одредити услове под којима еквивалентност важи.<br />

1 = x2 – y 2<br />

x 2 – y 2 , x ≠ ± y<br />

1<br />

2 – a = – 1<br />

a – 2 , a ≠ 2<br />

1) Трансформишимо израз 1 +<br />

1 +<br />

(x – y)2<br />

x 2 – y 2<br />

(x – y)2<br />

= x2 – y 2<br />

x 2 – y 2 x 2 – y + x2 – 2xy + y 2<br />

2 x 2 – y 2<br />

= x2 – y 2 + x 2 – 2xy + y 2<br />

x 2 – y 2<br />

= 2x2 – 2xy<br />

x 2 – y 2<br />

=<br />

=<br />

2x(x – y)<br />

(x – y)(x + y)<br />

2x<br />

, x ≠ y, x ≠ –y<br />

x + y<br />

у основни облик.<br />

a<br />

2) Трансформишимо израз<br />

a – 2 + a 2<br />

у основни облик.<br />

2<br />

4 – a<br />

a<br />

a – 2 + a 2<br />

4 – a = a<br />

2 a – 2 + a 2<br />

(2 – a)(2 + a)<br />

=<br />

a<br />

a – 2 – a 2<br />

(a – 2)(a + 2)<br />

Приликом <strong>са</strong>бирања<br />

и одузимања изра<strong>за</strong><br />

тражимо најмањи<br />

<strong>за</strong>једнички <strong>са</strong>држалац.<br />

a(a + 2) – a2<br />

=<br />

(a – 2)(a + 2)<br />

= a2 + 2a – a 2<br />

(a – 2)(a + 2)<br />

2a<br />

=<br />

, a ≠ 2, a ≠ –2<br />

(a – 2)(a + 2)<br />

206<br />

Израз u 2 + v 2 се не<br />

може раставити на<br />

чиниоце.<br />

3) Трансформишимо израз u v + v u – 2 : v 2 – u 2<br />

u<br />

v + v u – 2 : v 2 – u 2<br />

u 3 v + uv = u 3 v + v u – 2 ∙ u3 v + uv 3<br />

v 2 – u 2<br />

= u2 + v 2 – 2uv<br />

vu<br />

=<br />

(u – v)2<br />

uv<br />

∙<br />

у основни облик.<br />

u 3 3<br />

v + uv<br />

∙<br />

uv(u 2 + v 2 )<br />

(v – u)(v + u)<br />

uv(u 2 + v 2 )<br />

(v – u)(v + u)<br />

= (v – u)(u2 + v 2 )<br />

, u ≠ 0, v ≠ 0, u ≠ v, u ≠ –v <br />

v + u<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Неке основне неједнакости<br />

А<br />

Пример 1.<br />

На једној гомили налазе се новчанице од по 50 динара, на другој гомили од по 100<br />

динара и на трећој од по 1000 динара. Замислимо да нам је дозвољено да <strong>са</strong> једне<br />

гомиле узмемо три новчанице, <strong>са</strong> неке друге четири новчанице и <strong>са</strong> преостале<br />

гомиле пет новчаница. Јасно је какав избор би свако направио: узеће највише<br />

(у овом случају пет) новчаница од по 1000 динара, четири новчанице од по 100<br />

динара и три новчанице од по 50 динара. За било који други избор добија се мања<br />

сума новца. Другим речима, ако k, l, m узму свако по једну од вредности 3, 4, 5, тј.<br />

ако је {k,l,m} = {3,4,5}, имамо да је<br />

3 ∙ 50 + 4 ∙ 100 + 5 ∙ 1000 ≥ k ∙ 50 + l ∙ 100 + m ∙ 1000.<br />

Најмању суму добијамо када узмемо пет новчаница од по 50, четири од по 100 и<br />

три од 1000 динара, тј. ако је {k,l,m} = {3,4,5}, онда је<br />

k ∙ 50 + l ∙ 100 + m ∙ 1000 ≥ 5 ∙ 50 + 4 ∙ 100 + 3 ∙ 1000. <br />

О неједнакостима до којих смо дошли у претходном примеру говоре наредне две<br />

теореме.<br />

Ако је a ≤ b и c ≤ d, онда је ac + bd ≥ ad + bc.<br />

теорема<br />

Доказ. Пошто је b ≥ a и d – c ≥ 0, имамо да је b(d – c) ≥ a(d – c). Из последње<br />

неједнакости директно добијамо жељену неједнакост:<br />

b(d – c) ≥ a(d – c) bd – bc ≥ ad – ac ac + bd ≥ ad + bc. ■<br />

Нека је a 1<br />

≤ a 2<br />

≤ a 3<br />

и b 1<br />

≤ b 2<br />

≤ b 3<br />

. Ако је {b 1<br />

',b 2<br />

',b 3<br />

'} = {b 1<br />

,b 2<br />

,b 3<br />

}, онда је<br />

a 1<br />

b 1<br />

+ a 2<br />

b 2<br />

+ a 3<br />

b 3<br />

≥ a 1<br />

b 1<br />

' + a 2<br />

b 2<br />

' + a 3<br />

b 3<br />

' ≥ a 1<br />

b 3<br />

+ a 2<br />

b 2<br />

+ a 3<br />

b 1<br />

.<br />

теорема<br />

Приметимо да претходно тврђење одговара ситуацији коју смо имали у примеру 1.<br />

Доказ ове теореме изостављамо. Појаснићемо формулацију теореме.<br />

Неједнакостима из претходне теореме пореде се збирови<br />

чији се <strong>са</strong>бирци добијају множењем чланова два трочлана<br />

ни<strong>за</strong>. Теорема каже да се највећи збир добија када множимо<br />

најмањи члан једног најмањим чланом другог ни<strong>за</strong>, средњи<br />

члан једног средњим чланом другог ни<strong>за</strong> и највећи члан<br />

једног највећим чланом другог ни<strong>за</strong>. Насупрот томе, најмањи<br />

збир добијамо када највећи члан у једном множимо најмањим<br />

чланом у другом низу, средњи члан једног средњим чланом<br />

другог ни<strong>за</strong> и најмањи члан првог ни<strong>за</strong> највећим чланом<br />

другог ни<strong>за</strong>.<br />

Приметимо да у случају два двочлана ни<strong>за</strong> важи исти<br />

принцип формули<strong>са</strong>н у теореми која је прво наведена.<br />

a 1<br />

≤ a 2<br />

≤ a 3<br />

a 1<br />

b 1<br />

+ a 2<br />

b 2<br />

+ a 3<br />

b 3<br />

≥ ... ≥<br />

b 1<br />

≤ b 2<br />

≤ b 3<br />

a 1<br />

≤ a 2<br />

≤ a 3<br />

a 1<br />

b 3<br />

+ a 2<br />

b 2<br />

+ a 3<br />

b 1<br />

b 1<br />

≤ b 2<br />

≤ b 3<br />

a 1<br />

≤ a 2<br />

a 1<br />

≤ a 2<br />

a 1<br />

b 1<br />

+ a 2<br />

b 2<br />

≥ a 1<br />

b 2<br />

+ a 2<br />

b 1<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

207


7<br />

2<br />

1 57648 9<br />

Пример 2.<br />

a ≤ b<br />

a ∙ a + b ∙ b<br />

a ≤ b<br />

≥<br />

a ≤ b<br />

a ∙ b + b ∙ a<br />

a ≤ b<br />

За свака два реална броја a и b тачна је неједнакост<br />

a 2 + b 2 ≥ 2ab.<br />

Ова неједнакост је директна последица тврђења да је квадрат сваког реалног броја<br />

ненегативан:<br />

a 2 + b 2 ≥ 2ab a 2 + b 2 – 2ab ≥ 0 (a – b) 2 ≥ 0.<br />

Други доказ неједнакости нам даје примена прве теореме <strong>са</strong> претходне стране.<br />

Дакле, нека су a и b нека два реална броја. Тада је a ≤ b или је b ≤ a.<br />

Претпоставимо да је a ≤ b. Применом поменуте теореме имамо да је<br />

a ∙ a + b ∙ b ≥ a ∙ b + b ∙ a,<br />

одакле следи жељена неједнакост.<br />

Претпоставка да је b ≤ a доводи нас до истог <strong>за</strong>кључка. И <strong>са</strong>м доказ је у суштини<br />

исти (бројеви a и b <strong>са</strong>мо мењају улоге) па га не наводимо. <br />

Последица неједнакости из претходне теореме је позната неједнакост између<br />

аритметичке и геометријске средине два ненегативна броја.<br />

дефиниција<br />

Аритметичка средина ненегативних бројева x и y јесте број x + y<br />

2 , а њихова<br />

геометријска средина је број √xy.<br />

Као последицу<br />

неједнакости из<br />

примера 3. добијамо<br />

да је <strong>за</strong> сваки<br />

позитиван број x тачна<br />

неједнакост:<br />

208<br />

аг-неједнакост<br />

АГ-неједнакост следи<br />

из неједнакости која је<br />

дока<strong>за</strong>на у примеру 2.<br />

ако ставимо да је x = a 2<br />

и y = b 2 .<br />

x + 1 x ≥ 2.<br />

Пример 3.<br />

Докажимо да је <strong>за</strong> све позитивне реалне бројеве a и b тачна неједнакост a b + b a ≥ 2.<br />

Као у претходном примеру, без губљења општости претпоставићемо да је<br />

a ≤ b. Из a ≤ b следи да је 1 b ≤ 1 па применом прве теореме <strong>са</strong> претходне стране<br />

<strong>за</strong>кључујемо да је<br />

a<br />

a ∙ 1 b + b ∙ 1 a ≥ a ∙ 1 a + b ∙ 1 b ,<br />

одакле непосредно добијамо тражену неједнакост. <br />

Пример 4.<br />

За произвољне ненегативне бројеве x и y тачна је неједнакост<br />

x + y<br />

≥ √xy.<br />

2<br />

При томе једнакост важи ако и <strong>са</strong>мо ако је x = y.<br />

Ако су a, b и c позитивни бројеви, докажимо да је тачна неједнакост<br />

a 3 + b 3 + c 3 ≥ a 2 b + b 2 c + c 2 a.<br />

Без губљења општости можемо претпоставити да је a ≤ b ≤ c. Тада је и a 2 ≤ b 2 ≤ c 2 ,<br />

па према другој теореми <strong>са</strong> претходне стране добијамо да је<br />

a 2 ∙ a + b 2 ∙ b + c 2 ∙ c ≥ a 2 ∙ b + b 2 ∙ c + c 2 ∙ a,<br />

одакле следи жељена неједнакост. <br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Рационални алгебарски изрази<br />

Задаци<br />

Појам изра<strong>за</strong>. Дрво изра<strong>за</strong><br />

1. За свако дрво одреди израз који оно одређује.<br />

A<br />

2. Нацртај дрво изра<strong>за</strong>:<br />

1) ab + c; 2) a + bc; 3) (a + b)c; 4) a(b + c).<br />

3. Нацртај дрво изра<strong>за</strong> (x + ay)(z + b), а <strong>за</strong>тим израчунај вредност овог изра<strong>за</strong> ако је:<br />

1) x = 2, a = –3, y = 0, z = –1, b = –3;<br />

2) x = 1,2, a = –0,1, y = 10, z = 3,6, b = 2,4.<br />

Цели алгебарски изрази<br />

4. Одреди сређени облик и степен следећих монома:<br />

1) 2x(–yx); 2) –3xz(–xy)yz; 3) –0,2x 2 y · 0,3xy; 4) 2,5ab · 0,1a 2 · 3b 3 .<br />

5. Нађи сређени облик следећих целих алгебарских изра<strong>за</strong>:<br />

1) x 2 – x 3 + 1 + 2x 2 – x + 3x 3 + x; 2) x 2 y – xy + 2 – (2xy – x 2 y + xy 2 – 2);<br />

3) –(z 2 – z – (z – 1 + z 2 )); 4) –2a(ab – b + 1) – b(a 2 + a – 1);<br />

5) (x 2 + x + 1) · (x 2 – x – 1); 6) (2u + 3v)(uv – u + v – 1);<br />

7) (3ab + 2bc – ca)(a – b) – (a + b)(ab – bc + ca).<br />

6. Нека је A = 2x – 3y, B = 2y – 3x, C = 3x + 2y. Одреди сређени облик изра<strong>за</strong>:<br />

1) A 2 – BC; 2) (A – B)(A – C); 3) AB – BC + CA.<br />

7. Растави на чиниоце следеће изразе:<br />

1) ax + ay + bx + by; 2) x 5 + x 4 – x 3 – x 2 ;<br />

3) 36v 2 – (5v – 1) 2 ; 4) a 2 – 7a + ab – 7b;<br />

5) ac + bc + a 2 + ab; 6) x 3 + x 2 y – xy 2 – y 3 ;<br />

7) –18u 4 v + 24u 3 v 2 – 8u 2 v 3 ; 8) 3a 7 b 3 – 27a 5 b 5 ;<br />

9) x 2 – 2x – 15; 10) y 2 + 5y – 6;<br />

11) 4u 2 + 4u – 3; 12) 8z 2 – 6z + 1;<br />

13) x 4 – 8x 2 + 16; 14) (x 3 + y 2 )(x 2 + y 3 ) –(x 3 – y 2 )(x 2 – y 3 ).<br />

8. Који се од следећих квадратних тринома може раставити на чиниоце?<br />

1) x 2 + 4x + 6; 2) y 2 – 7y + 12; 3) z 2 – z – 2; 4) u 2 – 2u + 2.<br />

9. Растави на чиниоце следеће изразе:<br />

1) (a – b) 3 – 8b 3 ; 2) u 3 + v 6 ; 3) x 4 + x 2 + 1; 4) x 4 – 5x 2 + 4;<br />

5) (y 2 + y + 1)(y 2 + y + 2) – 12; 6) 2x 2 + xy – y 2 – 2x + y;<br />

7) 4a 2 b 2 – (a 2 + b 2 – c 2 ) 2 ; 8) x 3 + x 2 z + xyz + y 2 z – y 3 ;<br />

9) y 2 z + yz 2 + xz 2 – x 2 z – x 2 y – xy 2 .<br />

Б<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

209


7<br />

2<br />

1 57648 9<br />

10. Докажи да важе следећи идентитети:<br />

1) (ax + by) 2 + (ay – bx) 2 = (a 2 + b 2 )(x 2 + y 2 ); 2) (ax + by) 2 – (ay + bx) 2 = (a 2 – b 2 )(x 2 – y 2 ).<br />

11. Растави на чиниоце следеће изразе:<br />

1) x 8 – 16; 2) (a + b + c) 3 – a 3 – b 3 – c 3 ;<br />

3) ac(a + c) – bc(b + c) + ab(a – b); 4) x 3 (y – z) + y 3 (z – x) + z 3 (x – y).<br />

12. 1) Растави на чиниоце израз a 4 + 4b 4 .<br />

2) Докажи да је <strong>за</strong> сваки природан број n већи од 1, број n 2 + 4 n сложен број.<br />

13. 1) Докажи да <strong>за</strong> било које изразе A, B и C важи једнакост<br />

(A + B + C) 2 = A 2 + B 2 + C 2 + 2AB + 2BC + 2AC.<br />

2) Растави на чиниоце x 4 + y 4 + z 4 – 2x 2 y 2 – 2y 2 z 2 – 2z 2 x 2 .<br />

14. Докажи да <strong>за</strong> било које изразе A, B и C важи једнакост<br />

1) A 2 + B 2 + C 2 – AB – BC – CA = 1 2 ((A – B)2 + (B – C) 2 + (C – A) 2 );<br />

2) A 3 + B 3 + C 3 – 3ABC = (A + B + C)(A 2 + B 2 + C 2 – AB – BC – CA).<br />

15. Растави на чиниоце израз (a – b) 3 + (b – c) 3 + (c – a) 3 .<br />

16. Ако је a + b + c = 0, докажи да је a 3 + b 3 + c 3 = 3abc.<br />

A<br />

Полиноми <strong>са</strong> једном променљивом<br />

17. Одреди константе α, β и γ тако да полиноми<br />

P(x) = x 4 + αx 2 – 2 и Q(x) = (x 2 + 1)(x 2 + βx + γ)<br />

буду еквивалентни.<br />

18. Методом неодређених коефицијената нађи количник и остатак при дељењу<br />

полинома A(x) <strong>са</strong> B(x), ако је:<br />

1) A(x) = x 4 + 3, B(x) = x 3 + x + 1;<br />

2) A(x) = x 3 – 5x 2 + 3x – 23, B(x) = x – 7;<br />

3) A(x) = x 5 , B(x) = x 3 – x + 1.<br />

Б<br />

19. Подели полином A(x) полиномом B(x) ако је:<br />

1) A(x) = x 4 , B(x) = x 2 – x + 1;<br />

2) A(x) = x 7 – 1, B(x) = x 6 + x 5 + x 4 + x 3 + x 2 + x + 1;<br />

3) A(x) = 2x 5 – 3x 4 + 6x 3 + 7x 2 – 12x + 1, B(x) = 2x 2 + x – 2;<br />

4) A(x) = x 3 – 2x 2 + x – 1, B(x) = 2x 2 + 4;<br />

5) A(x) = x 2 – x + 1, B(x) = x 2 + x – 1.<br />

20. Одреди коефицијент α тако да полином A(x) = x 7 + αx 3 – x + 3 при дељењу <strong>са</strong><br />

B(x) = x 3 + 1 даје остатак 1.<br />

210<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Рационални алгебарски изрази<br />

21. Одреди остатак при дељењу полинома 7x 2012 – 6x 2011 + 5x 43 + 14 полиномом x 2 – 1.<br />

22. Ако је остатак при дељењу полинома P(x) <strong>са</strong> x 2 + 7x + 10 једнак –2x + 3, одреди<br />

остатак при дељењу полинома P(x) <strong>са</strong> x + 5.<br />

В<br />

23. При дељењу неког полинома P(x) <strong>са</strong> x + 3 добија се остатак 6, а при дељењу<br />

истог полинома P(x) <strong>са</strong> x – 7 добија се остатак –2. Одреди остатак при дељењу<br />

полинома P(x) <strong>са</strong> x 2 – 4x – 21.<br />

24. Одреди константе α и β тако да бројеви –1 и –2 буду корени полинома<br />

x 3 + αx + β, а <strong>за</strong>тим добијени полином растави на чиниоце и одреди све његове<br />

корене.<br />

НЗД и НЗС полинома<br />

25. Растављањем на чиниоце одреди НЗД и НЗС полинома A(x) и B(x), ако је:<br />

1) A(x) = x 3 – 4x, B(x) = x 4 – 16; 2) A(x) = x 3 – 2x 2 + x, B(x) = x 3 – x;<br />

3) A(x) = x 4 – 2x 2 + 1, B(x) = x 3 – x 2 – x + 1.<br />

A<br />

26. Растављањем на чиниоце одреди:<br />

1) НЗД(x 2 – 1,x 3 – x,x 4 – 1) и НЗС(x 2 – 1,x 3 – x,x 4 – 1);<br />

2) НЗД(x + 1,x 2 + x,x 3 – x) и НЗС(x + 1, x 2 + x,x 3 – x);<br />

3) НЗД(x 2 – 1,x 3 – 2x 2 + x,x 2 + x – 2) и НЗС(x 2 – 1,x 3 – 2x 2 + x,x 2 + x – 2).<br />

27. Растављањем на чиниоце одреди НЗД и НЗС полинома A(x) и B(x) ако је<br />

1) A(x) = x 3 – 1, B(x) = x 4 – 1; 2) A(x) = x 5 – 5x 3 + 4x, B(x) = 4x 4 – 8x 3 + 4x 2 ;<br />

3) A(x) = x 4 + x 2 + 1, B(x) = x 3 – 2x 2 + 2x – 1.<br />

НЗС одреди користећи<br />

једнакост<br />

A · B = НЗД(A,B) · НЗС(A,B)<br />

Б<br />

28. Применом Еуклидовог алгоритма одреди<br />

1) НЗД(x 5 – 1,x 3 – 1); 2) НЗД(x 4 + x 2 + 1,x 3 – 2x 2 + 2x – 1);<br />

3) НЗД(x 4 + 4x 3 + x 2 – 6x,x 3 + 2x 2 – x – 2).<br />

Рационални алгебарски изрази<br />

29. Дате рационалне алгебарске изразе трансформиши у основни облик и одреди<br />

одговарајуће услове.<br />

1<br />

1)<br />

x 2 – 4x + 4 – 1<br />

x 4 – 4x 3 + 4x – 4<br />

2 x 3 – 2x ;<br />

c2 (a + c)2 (b + c)2<br />

2) + – 2 ab a 2 – ab ab – b ; 2<br />

x<br />

3) –<br />

xy – 2y 2<br />

5)<br />

2 + 2x<br />

x 2 + x – 2xy – 2y ;<br />

1 1<br />

(a + b) 2 a + 1 2 b + 2 1<br />

2 (a + b) 3 a + 1 b ;<br />

4) a + b<br />

a – b – a – b<br />

a + b : a2 + b 2<br />

a 2 – b 2 – a2 – b 2<br />

a 2 + b 2 ;<br />

6) x<br />

y + y x + 2 : 1 x + 1 y<br />

2<br />

.<br />

В<br />

Б<br />

30. Дате рационалне алгебарске изразе трансформиши у основни облик и одреди<br />

одговарајуће услове.<br />

1) a + 3<br />

2a – 1 – a 2 – 5<br />

4a 2 – 4a + 1 – 2a 3 + 5a 2 – a – 1<br />

8a 3 – 12a 2 + 6a – 1 ; 2) x 2 – 1<br />

xy + y ∙ y<br />

2 y – 1 – 1 ∙ x – xy3 – y 4 + y<br />

;<br />

1 – x 2<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

211


7<br />

2<br />

1 57648 9<br />

3) ; 4) ; 5) ;<br />

6) ; 7) .<br />

31. 1) Одреди константе A и B тако да <strong>за</strong> све вредности x различите од 0 и –1 буде<br />

тачна једнакост<br />

1<br />

x(x + 1) = A x + B<br />

x + 1 .<br />

2) Применом једнакости добијене под 1) израчунај<br />

1<br />

2 ∙ 3 + 1<br />

3 ∙ 4 + 1<br />

4 ∙ 5 + 1<br />

5 ∙ 6 .<br />

A<br />

Б<br />

Неке основне неједнакости<br />

32. Докажи да су <strong>за</strong> произвољне позитивне реалне бројеве a и b тачне<br />

неједнакости:<br />

1) a 4 + b 4 ≥ a 3 b + ab 3 ; 2) a b 2 + b a 2 ≥ 1 a + 1 b ; 3) 1 a 2 + 1 b 2 ≥ 2 ab .<br />

33. Докажи да су <strong>за</strong> произвољне позитивне реалне бројеве a, b и c тачне<br />

неједнакости:<br />

1) a 2 + b 2 + c 2 ≥ ab + bc + ca; 2) a2<br />

b + b2<br />

c + c2<br />

a ≥ a + b + c; 3) a<br />

b + c + b<br />

c + a + c<br />

a + b ≥ 3 2 .<br />

34. Докажи другу теорему на страни 207.<br />

212<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


СЛИЧНОСТ<br />

Мерење дужи и углова (214)<br />

Б Анали<strong>за</strong> поступка мерења дужи (214)<br />

А Основне теореме о мерењу дужи и углова (216)<br />

Размера дужи (219)<br />

А Самерљиве и не<strong>са</strong>мерљиве дужи; подела дужи у односу<br />

m : n, m, n N; неколико важних теорема (219)<br />

Талесова теорема (222)<br />

А Пропорционалне дужи; Талесова теорема и важне последице (222)<br />

Б Векторски облик Талесове теореме (224)<br />

Хомотетија (225)<br />

А Основне особине хомотетије (225)<br />

В Примене особина хомотетије (228)<br />

Сличност (229)<br />

А Појам сличности; ставови сличности троуглова (229)<br />

Б Сложеније примене ставова сличности троуглова (232)<br />

Примене ставова сличности троуглова (234)<br />

А Примене ставова сличности на правоугли троугао; Питагорина<br />

теорема (234)<br />

В Примене ставова сличности троуглова на круг (236)<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Б<br />

Анали<strong>за</strong> поступка<br />

мерења дужине дужи<br />

Мерење дужи и углова<br />

Реч геометрија је грчког порекла и дословно преведена значи „мерење земље“<br />

што указује да су мерења у природи створила ову област математике и значајно<br />

на њу утицала. Још од древних времена, као посебно важна врста мерења издваја<br />

се мерење дужине дужи које је одиграло велику улогу у развоју геометрије и<br />

математике уопште. Наиме, мерење дужине дужи је значајно утицало и на<br />

проучавање бројева будући да бројевима изражавамо резултате мерења. О томе<br />

је већ било речи у поглављу Реални бројеви где смо истакли да се реални бројеви<br />

уводе да би се могла изразити дужина сваке дужи.<br />

Мерењем се дужима додељују бројеви који описују<br />

однос дужи <strong>са</strong> унапред и<strong>за</strong>браном и фиксираном<br />

дужи. Унапред и<strong>за</strong>брана дуж се назива јединица<br />

мере. Поступак мерења се <strong>за</strong>снива на надовезивању<br />

подударних дужи.<br />

Међутим, надовезивањем дужи које су подударне<br />

јединици мере можемо да измеримо <strong>са</strong>мо<br />

целобројне дужине.<br />

Остаће велики број дужи чије ћемо дужине моћи <strong>са</strong>мо да проценимо. Посебно је<br />

важно истаћи да се приближна целобројна вредност дужине може добити <strong>за</strong> сваку<br />

дуж јер се коначним бројем преношења <strong>за</strong>дате дужи може „стићи и престићи”<br />

свака тачка. Дајемо и прецизнију формулацију овог објашњења, која је позната као<br />

Архимедова аксиома.<br />

Архимедова аксиома<br />

Нека је IJ произвољна дуж. Тада <strong>за</strong> сваку дуж AB на полуправој чији је почетак<br />

тачка A и која <strong>са</strong>држи B постоји коначно много тачака A 1<br />

, A 2<br />

, A 3<br />

, ... , A n<br />

таквих<br />

да је A – A 1<br />

– A 2<br />

– ... – A n<br />

, AA 1<br />

≅ A 1<br />

A 2<br />

≅ ... ≅ A n – 1<br />

A n<br />

≅ IJ и A – B – A n<br />

.<br />

Да бисмо решили поменуте проблеме, природно је да поделимо<br />

јединицу мере на једнаке делове и покушамо да измеримо дужину<br />

дужи надовезивањем дужи које су подударне добијеном делу. Будући<br />

да је систем који користимо декадни, уобичајено је да се једница<br />

мере дели на десет делова. (Број делова је потпуно неважан; да неким<br />

случајем користимо бинарни бројни систем, јединицу мере бисмо<br />

делили на два дела.)<br />

Очигледно ни десетим деловима јединице мере нећемо успети да измеримо<br />

дужине свих дужи. Следећи корак је употребити стоте делове јединице мере.<br />

Наравно, опет ће постојати „немерљиве дужи”.<br />

Да <strong>за</strong>кључимо: ако желимо да измеримо дужине свих дужи, поступак дељења<br />

јединице мере не смемо <strong>за</strong>вршити. Ма колико „ситни” били делови на које смо у<br />

неком тренутку изделили јединичну дуж, постојаће нека дуж чију дужину нећемо<br />

моћи прецизно да измеримо.<br />

214<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Сличност<br />

Пример 1.<br />

Најпознатија дуж чије се мерење не <strong>за</strong>вршава је дијагонала<br />

јединичног квадрата. Да се поступак мерења дијагонале<br />

не може окончати, не треба да чуди јер смо у поглављу<br />

Реални бројеви пока<strong>за</strong>ли да не постоји рационалан број<br />

чији је квадрат једнак 2. Поступак којим смо у примеру 1.<br />

на страни 66 одређивали децимале броја √2 веома је бли<strong>за</strong>к<br />

поспупку мерења. Упоредите табелу из поменутог примера<br />

и слику десно.<br />

1 < x < 2 1 < x 2 < 4<br />

1,4 < x < 1,5 1,96 < x 2


А<br />

Мерење дужи<br />

Са мерењем дужине дужи упознајемо се на <strong>са</strong>мом почетку школовања користећи<br />

притом лењир <strong>са</strong> подеоцима означеним у складу <strong>са</strong> и<strong>за</strong>браном јединицом мере.<br />

Овом приликом ћемо мерење лењиром искористити да истакнемо основну<br />

теорему у вези <strong>са</strong> мерењем дужине.<br />

Лењир <strong>са</strong> подеоцима одговара цртежу бројевне полуправе на папиру, при<br />

чему цртеж бројевне полуправе посматрамо као графички приказ скупа<br />

реалних бројева. Сходно томе, лењир <strong>са</strong> подеоцима сматрамо моделом скупа R.<br />

Постављање ивице лењира <strong>са</strong> подеоцима дуж неке праве можемо посматрати као<br />

успостављање бијекције између тачака те праве и реалних бројева:<br />

• свакој тачки A праве придружује се јединствени реалан број x А<br />

, и<br />

• сваки реалан број придружен је јединственој тачки праве.<br />

x<br />

A= 3,5 x<br />

B= 5,9<br />

J A B<br />

0<br />

1 2 3 4 5 6 7 8 9<br />

x<br />

A= 4 x<br />

B= 6,4<br />

O J A B<br />

0<br />

1 2 3 4 5 6 7 8 9<br />

x<br />

A= –3,4 x<br />

B= –1<br />

A B O J<br />

–4 –3 –2 –1 0 1 2<br />

p<br />

p<br />

p<br />

За било које две различите тачке A и B важи следеће важно<br />

својство. Како год на поставимо лењир <strong>са</strong> подеоцима<br />

дуж праве AB (и тиме тачкама A и B доделимо редом<br />

бројеве x А<br />

и x B<br />

) вредност |x A<br />

– x B<br />

| је увек иста. Ову сталну<br />

вредност називамо дужином дужи AB или (еуклидским)<br />

растојањем између тачака A и B и обележавамо је |AB|. На<br />

слици лево уочавамо:<br />

|AB| = |x A<br />

– x B<br />

| = |5,9 – 3,5| = |6,4 – 4| = |–1 – (–3,4)| = 2,4<br />

Корисно је имати на уму да се приликом постављања<br />

лењира дуж неке праве p одређују тачке O и J, такве да је<br />

OJ подударно јединици мере лењира, којима се придружују<br />

редом бројеви 0 и 1.<br />

C(–1,9)<br />

A(– 2) O(0) E(1/2) J(1) B( 2) D(2)<br />

Свака дуж IJ и<strong>за</strong>брана <strong>за</strong> јединицу мере одређује одговарајући лењир, а <strong>са</strong>мим тим<br />

и мерење дужине било које дужи.<br />

Oсновнa теоремa у вези<br />

<strong>са</strong> мерењем дужине<br />

Избор било које дужи IJ (<strong>за</strong> јединицу мере), одређује функцију којом се<br />

свакој дужи XY придружује позитиван реалан број |XY|, тако да важе следеће<br />

особине:<br />

• |IJ| = 1;<br />

• AB ≅ CD акко |AB| = |CD|, <strong>за</strong> било које дужи AB и CD;<br />

• AB < CD акко |AB| < |CD|, <strong>за</strong> било које дужи AB и CD;<br />

• A – B – C акко |AB| + |BC| = |AC|, <strong>за</strong> било које тачке A, B и C;<br />

• |AC| < |AB| + |BC|, <strong>за</strong> било које три неколинеарне тачке A, B и C.<br />

Број |XY| називамо и мерним бројем дужине дужи XY <strong>за</strong> и<strong>за</strong>брану јединицу мере.<br />

Уобичајено је да се ознака дужи користи и <strong>за</strong> означавање дужине те дужи. На<br />

пример, ако је <strong>за</strong> неку и<strong>за</strong>брану јединицу мере, мерни број дужине дужи XY<br />

једнак 2,5, уместо |XY| = 2,5 краће пишемо XY = 2,5.<br />

216<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Сличност<br />

Нека је A тачка која не припада правој p и N подножје нормале из A на p.<br />

Растојање између тачке A и праве p јесте дужина дужи AN. Будући да је<br />

хипотену<strong>за</strong> најдужа страница правоуглог троугла, једноставно <strong>за</strong>кључујемо да је<br />

тачка N <strong>за</strong>право тачка праве p која је најближа тачки A. Другим речима, <strong>за</strong> било<br />

коју другу тачку P праве p важи AN < AP.<br />

Ако су праве p и q паралелне, тада су све тачке једне праве<br />

једнако удаљене од друге праве. (Зашто?) Под растојањем<br />

између две паралелне праве подразумева се растојање<br />

између било које тачке једне праве од друге праве.<br />

q<br />

p<br />

A1<br />

B1 C1<br />

A B C<br />

Растојање између тачке и<br />

праве која је не <strong>са</strong>држи<br />

A<br />

p<br />

P<br />

N<br />

P<br />

1 2<br />

Растојање између две<br />

паралелне праве<br />

Од давнина се <strong>за</strong> мерење углова као јединица мере користи степен, тј. угао који<br />

је 180 пута мањи од опруженог угла (односно 90 пута мањи од правог угла).<br />

Најважније идеје у вези <strong>са</strong> мерењем углова објаснићемо ослањајући се на познати<br />

мерни инструмент – угломер. Иако је угломер најчешће у облику полукруга,<br />

објашњења су једноставнија <strong>за</strong> кружне угломере (слика доле). Подразумева се<br />

да су на ободу кружног угломера подеоцима означени углови од једног степена.<br />

Да бисмо додатно поједноставили објашњења, претпоставићемо да су углови<br />

усмерени у позитивном смеру (тј. супротно кретању ка<strong>за</strong>љке на <strong>са</strong>ту). Дакле, aOb<br />

означава позитивно усмерен угао, од (почетног) крака Oa до крака Ob.<br />

Мерење углова<br />

b<br />

a<br />

aOb<br />

O<br />

bOa<br />

Постављањем центра угломера у било коју и<strong>за</strong>брану тачку<br />

O успостављамо бијекцију између полуправих <strong>са</strong> почетком<br />

O и реалних бројева из интервала [0, 360):<br />

• свакој полуправој Op придружује се јединствени реалан<br />

број ω p<br />

из [0, 360), и<br />

• сваки реалан број из [0, 360) придружен је јединственој<br />

полуправој <strong>са</strong> почетком O.<br />

Нека је x (mod 360) најмањи ненегативан број облика<br />

x + k · 360, k Z. Очигледно, <strong>за</strong> сваки реалан број x,<br />

вредност x (mod 360) припада интервалу [0, 360). На<br />

пример, 120 (mod 360) = 120,<br />

795 (mod 360) = 75 (75 = 795 + (–2) · 360),<br />

–167 (mod 360) = 193 (193 = –167 + 1 · 360) итд.<br />

ω c = 180<br />

c<br />

ω = 117 b<br />

b<br />

100 90<br />

110<br />

80<br />

120<br />

130<br />

140<br />

150<br />

160<br />

170<br />

180<br />

O<br />

190<br />

70<br />

60<br />

50<br />

40<br />

30<br />

20<br />

10<br />

0<br />

350<br />

340<br />

200<br />

210<br />

330<br />

220<br />

320<br />

230<br />

240250<br />

260 270 280 290300310<br />

d<br />

ω = 244 d<br />

a<br />

ω = 54 a<br />

Издвајамо најважније <strong>за</strong>пажање. Како год на поставимо центар угломера у O, и<br />

<strong>са</strong>мим тим полуправама Oa и Ob доделимо редом бројеве ω a<br />

и ω b<br />

, вредност<br />

(ω b<br />

– ω a<br />

) (mod 360) је увек иста. Ову сталну вредност називамо величином или<br />

мером угла aOb.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

217


8<br />

1<br />

2 57648 9<br />

Пример 2.<br />

Према слици датој на претходној страни, полуправама Oa, Ob, Oc, Od редом су<br />

придружени бројеви ω a<br />

= 54, ω b<br />

= 117, ω c<br />

= 180, ω d<br />

= 224. Тада је:<br />

мера угла aOb једнака (117 – 54) (mod 360) = 63,<br />

мера угла cOd једнака (224 – 180) (mod 360) = 64,<br />

мера угла aOd једнака (224 – 54) (mod 360) = 170,<br />

мера угла dOa једнака (54 – 224) (mod 360) = 190 итд. <br />

теорема<br />

Нека m(xOy) означава меру угла xOy. Тада:<br />

1. aOb ≅ cOd акко m(aOb) = m(cOd);<br />

2. aOb < cOd акко m(aOb) < m(cOd);<br />

3. aOb + bOc = aOc акко m(aOb) + m(bOc) = m(aOc).<br />

Уобичајено да се угао и његова мера означавају на исти начин и да једнакост<br />

p 1<br />

O 1<br />

q 1<br />

= p 2<br />

O 2<br />

q 2<br />

значи да су мере углова p 1<br />

O 1<br />

q 1<br />

и p 2<br />

O 2<br />

q 2<br />

једнаке. Ослањајући се на<br />

овај договор, имамо следећу еквиваленцију<br />

p 1<br />

O 1<br />

q 1<br />

= p 2<br />

O 2<br />

q 2<br />

p 1<br />

O 1<br />

q 1<br />

≅ p 2<br />

O 2<br />

q 2<br />

.<br />

Како одредити меру угла помоћу шестара?<br />

Величину датог (нацртаног) угла можемо приближно одредити помоћу<br />

шестара. На пример, нека је дат угао aOb. Произвољним отвором шестара<br />

конструишемо кружницу <strong>са</strong> центром у тачки O. Нека су A и B тачке у којима<br />

краци Oa и Ob секу ову кружницу. Сада почев од тачке A преносимо тетиву<br />

AB све док врх игле шестара не дође поново у тачку A или јој не буде веома<br />

близу (тада прекидамо поступак не конструишући одговарајућу тачку).<br />

Током конструкције бројимо колико смо пута обишли круг и колико смо пута<br />

пренели тетиву.<br />

Ако смо круг обишли n пута и <strong>за</strong> то време m пута пренели тетиву AB, онда је<br />

мера траженог угла приближно једнака<br />

aOb ≈ 360° ∙ n<br />

m .<br />

Ову формулу једноставно изводимо из „једнакости” m ∙ aOb ≈ 360° ∙ n, која је<br />

очигледно тачна јер смо преношењем тетиве дати угао увећали m пута и при<br />

том смо круг обишли n пута, што значи да је мера одговарајућег угла 360° ∙ n.<br />

218<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Размера дужи<br />

А<br />

Две подударне дужи имају једнаке дужине, без обзира на јединицу мере којом су<br />

мерене. Ако су дужине две дужи једнаке <strong>за</strong> неку јединицу мере, онда су дужине те<br />

две дужи једнаке <strong>за</strong> било коју јединицу мере. Аналогно тврђење важи и <strong>за</strong> размере<br />

две дужи.<br />

Ако је позитиван реалан број r мерни број дужине дужи AB мерене јединицом<br />

мере CD, пишемо AB = rCD или AB : CD = r, а број r називамо и размером<br />

дужи AB и CD.<br />

Није тешко уочити да је <strong>за</strong> било које две дужи AB и CD, размера AB : CD једнака<br />

размери мерних бројева те две дужи |AB| : |CD|, <strong>за</strong> било који избор јединице мере.<br />

Размера две дужи може бити било који позитиван реалан број. Ако је размера<br />

дужи рационалан број, кажемо да су те дужи <strong>са</strong>мерљиве. Ако је ирационалан<br />

број, онда су дужи не<strong>са</strong>мерљиве.<br />

дефиниција<br />

Посебно, ако је<br />

AB = 1CD, краће<br />

пишемо AB = CD. Треба<br />

приметити да је AB = CD<br />

<strong>за</strong>право еквивалентно<br />

<strong>са</strong> AB ≅ CD.<br />

Уколико су неке дужи AB и CD <strong>са</strong>мерљиве, онда постоји јединица мере IJ <strong>за</strong> коју су<br />

мерни бројеви дужина дужи AB и CD природни бројеви, то јест важи AB = mIJ и<br />

CD = nIJ <strong>за</strong> неке m, n N. Тада је AB : CD = m/n.<br />

CD = 2 3 AB<br />

јединица<br />

мере<br />

A<br />

C<br />

AB<br />

3<br />

CD<br />

2<br />

D<br />

B<br />

AB<br />

3 = CD<br />

2<br />

AB<br />

CD = 3 2<br />

2AB = 3CD<br />

2AB<br />

3CD<br />

AB = 3 2 CD<br />

Из једнакости AB : CD = m : n, m, n N, <strong>за</strong>кључујемо:<br />

• AB = m n CD, ако је CD јединица мере, онда је мерни број дужи AB једнак m n ;<br />

• CD = n m AB, ако је AB јединица мере, онда је мерни број дужи CD једнак n m ;<br />

• AB<br />

m = CD , тј. m-ти део дужи AB једнак је n-том делу дужи CD;<br />

n<br />

• nAB = mCD, дуж која је n пута дужа од AB једнака је дужи која је m пута дужа од<br />

CD.<br />

1. Задатак<br />

Нека је PQ : RS = 5 : 4. Одреди мерни број дужи:<br />

а) PQ ако је RS јединица мере; б) RS ако је PQ јединица мере.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

219


8<br />

1<br />

2 57648 9<br />

Подела дужи у<br />

размери m : n, m, n N<br />

Подела дужи у датој размери m : n, m, n N, <strong>за</strong>снована је на следећој теореми.<br />

теорема<br />

Паралелне праве a, b, c и d секу праву p редом у тачкама A, B, C и D, а праву p 1<br />

у тачкама A 1<br />

, B 1<br />

, C 1<br />

и D 1<br />

. Ако је AB ≅ CD, онда је A 1<br />

B 1<br />

≅ C 1<br />

D 1<br />

.<br />

p<br />

p 1<br />

A B C<br />

p a b c<br />

d<br />

D<br />

p 1<br />

A B C D<br />

1 1<br />

1 1<br />

b c<br />

d<br />

D<br />

a<br />

A B C<br />

B'<br />

D'<br />

A1<br />

B C D<br />

1 1 1<br />

Доказ. Уколико је p || p 1<br />

, теорема је последица основних особина<br />

паралелограма.<br />

Размотримо случај када p и p 1<br />

нису паралелне праве. Конструишимо кроз<br />

A 1<br />

и C 1<br />

праве паралелне <strong>са</strong> p, и означимо B’ пресек праве кроз A 1<br />

и праве<br />

b, а D’ пресек праве кроз C 1<br />

и праве d. Једноставно се <strong>за</strong>кључује да је<br />

A 1<br />

B’ ≅ C 1<br />

D’.<br />

Према теореми о угловима <strong>са</strong> паралелним крацима, B’A 1<br />

B 1<br />

≅ D’C 1<br />

D<br />

и A 1<br />

B’B 1<br />

≅ C 1<br />

D’D 1<br />

. Применом става подударности УСУ, долазимо до<br />

жељеног <strong>за</strong>кључка.<br />

A 1<br />

B’ ≅ C 1<br />

D’<br />

B’A 1<br />

B 1<br />

≅ D’C 1<br />

D 1<br />

A 1<br />

B’B 1<br />

≅ C 1<br />

D’D 1<br />

УСУ<br />

∆A 1<br />

B’B 1<br />

≅ ∆C 1<br />

D’D 1<br />

A 1<br />

B 1<br />

≅ C 1<br />

D 1<br />

■<br />

Пример 1.<br />

Поделимо дату дуж на пет подударних делова. Конструкцију чине следећи кораци:<br />

1. кроз један крај дужи AB, на пример A, конструишемо произвољну праву која не<br />

<strong>са</strong>држи дату дуж, <strong>за</strong>тим<br />

2. на тој правој одредимо тачке A 1<br />

, A 2<br />

, A 3<br />

, A 4<br />

и A 5<br />

тако да је<br />

AA 1<br />

≅ A 1<br />

A 2<br />

≅ A 2<br />

A 3<br />

≅ A 3<br />

A 4<br />

≅ A 4<br />

A 5<br />

, и на крају<br />

3. конструишемо праву A 5<br />

B и праве кроз A 1<br />

, A 2<br />

, A 3<br />

и A 4<br />

паралелне <strong>са</strong> A 5<br />

B; ове<br />

четири праве деле AB на пет подударних делова. <br />

A<br />

AP : PB = 2 : 3<br />

P<br />

AQ : QB = 3 : 2<br />

Q<br />

X 1<br />

X 2<br />

X 3<br />

x<br />

X 4<br />

X 5<br />

Пример 2.<br />

Поделимо дуж AB у размери 2 : 3, односно одредимо тачку P дужи AB такву да је<br />

AP<br />

PB = 2 3 .<br />

B<br />

Најпре дуж делимо на 5 једнаких делова: конструишемо полуправу Ax и<br />

на њој одређујемо тачке X 1<br />

, X 2<br />

, X 3<br />

, X 4<br />

, X 5<br />

такве да је<br />

AX 1<br />

≅ X 1<br />

X 2<br />

≅ X 2<br />

X 3<br />

≅ X 3<br />

X 4<br />

≅ X 4<br />

X 5<br />

. Права кроз X 2<br />

паралелна <strong>са</strong> BX 5<br />

сече AB у<br />

траженој тачки P:<br />

AP<br />

PB = AX 2<br />

= 2 X 2<br />

X 5<br />

3 .<br />

На слици лево одређена је и тачка Q дужи AB таква да је AQ : QB = 3 : 2. <br />

220<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Сличност<br />

Централно место овог поглавља <strong>за</strong>узима тврђење које је међу <strong>први</strong>ма <strong>за</strong>пазио<br />

и примењивао чувени старогрчки математичар Талес. Специјалан случај тог<br />

тврђења изводимо као последицу претходне теореме.<br />

Нека су p и p 1<br />

било које две праве и t нека њихова трансвер<strong>за</strong>ла. На правој p<br />

дате су тачке A, B, C, D такве да је AB : CD = m : n, m, n N. Ако праве a, b, c, d<br />

које <strong>са</strong>држе редом тачке A, B, C, D и паралелне су <strong>са</strong> t секу праву p 1<br />

у тачкама<br />

A 1<br />

, B 1<br />

, C 1<br />

, D 1<br />

, онда је A 1<br />

B 1<br />

: C 1<br />

D 1<br />

= m : n.<br />

теорема<br />

Доказ. Претпоставимо да је AB : CD = m : n, m, n N.<br />

Поделимо дуж AB на m једнаких делова, а дуж CD на n<br />

једнаких делова. Из AB : CD = m : n, следи да је AB<br />

m = CD n .<br />

Када кроз подеоне тачке дужи AB и дужи CD<br />

конструишемо праве паралелне <strong>са</strong> t, добијамо поделу дужи<br />

A 1<br />

B 1<br />

на m једнаких делова и поделу дужи C 1<br />

D 1<br />

на n једнаких<br />

делова. Из једнакости AB<br />

m = CD n<br />

да је A 1B 1<br />

m = C 1D 1<br />

n<br />

. Дакле, A B : C D = m : n. ■<br />

1 1 1 1<br />

и претходне теореме следи<br />

a b c d<br />

t<br />

p<br />

A B C D<br />

A<br />

B<br />

p 1 1<br />

1<br />

C<br />

1<br />

D<br />

1<br />

2.<br />

Задатак<br />

Дуж AB подељена је на 10 једнаких делова. На основу слике десно (p || q || r)<br />

одреди размеру:<br />

1) PS<br />

SQ ;<br />

PQ<br />

2)<br />

QR ;<br />

PS<br />

3)<br />

QR ;<br />

PR<br />

4)<br />

SQ .<br />

A<br />

P<br />

p<br />

S<br />

Q<br />

q<br />

R<br />

B<br />

r<br />

Претходно тврђење је тачно и у општем случају, када се изостави претпоставка о<br />

<strong>са</strong>мерљивости дужи. Доказ тог општег тврђења изостављамо.<br />

Нека су p и p 1<br />

било које две праве, t нека њихова трансвер<strong>за</strong>ла и<br />

A, B, C, D тачке праве p. Праве a, b, c, d које <strong>са</strong>држе редом тачке<br />

A, B, C, D и паралелне су <strong>са</strong> t секу праву p 1<br />

у тачкама<br />

A 1<br />

, B 1<br />

, C 1<br />

, D 1<br />

. Ако <strong>за</strong> неки реалан број k важи AB : CD = k,<br />

онда је A 1<br />

B 1<br />

: C 1<br />

D 1<br />

= k.<br />

d<br />

kx<br />

x B C D<br />

t a b c<br />

A<br />

p<br />

p 1 A 1<br />

y B1<br />

C1 ky D1<br />

3.<br />

Задатак<br />

На основу слике десно (a || b || c || d) одреди размеру:<br />

1) AB<br />

BC ; AB<br />

2)<br />

BD ; AC<br />

3)<br />

CD ; AD<br />

4)<br />

BC .<br />

A<br />

B<br />

C<br />

a<br />

D<br />

b c d<br />

2 0 1 2<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

221


А<br />

Талесова теорема<br />

Ако су размере два пара дужи једнаке, кажемо да је један пар дужи<br />

пропорционалан другом пару.<br />

Приликом проучавања пропорционалних дужи користимо особине пропорција о<br />

коме је било речи у поглављу Пропорционалност.<br />

C D<br />

A B<br />

p<br />

a b c d<br />

p<br />

1<br />

1<br />

D 1<br />

AB<br />

CD = A B 1 1<br />

C 1<br />

D 1<br />

Последњу теорему <strong>са</strong> претходне стране можемо формули<strong>са</strong>ти и на следећи начин.<br />

Међусобно паралелне праве a, b, c, d секу праве p и p 1<br />

редом у A, B, C, D,<br />

односно A 1<br />

, B 1<br />

, C 1<br />

, D 1<br />

. Тада је AB : CD = A 1<br />

B 1<br />

: C 1<br />

D 1<br />

.<br />

1. Задатак<br />

На основу података датих на слици одреди<br />

дужине дужи означених знаком питања.<br />

A B1 C1<br />

O<br />

У <strong>за</strong>дацима често<br />

наводимо <strong>са</strong>мо мерни<br />

број дужине дужи<br />

изостављајући јединицу<br />

мере.<br />

Изводимо неке једноставне последице претходне теореме које се често користе<br />

при решавању <strong><strong>за</strong>датака</strong>.<br />

Нека се праве p и p 1<br />

секу се у тачки O. Паралелне праве a и b секу праву p у<br />

тачкама A и B, а праву p 1<br />

у тачкама A 1<br />

и B 1<br />

(слике испод).<br />

Из AB<br />

CD = A B 1 1 следи<br />

C 1<br />

D 1<br />

AB<br />

= CD и<br />

A 1<br />

B 1<br />

C 1<br />

D 1<br />

a<br />

A<br />

b<br />

B<br />

p<br />

a<br />

A 1<br />

O<br />

b<br />

B<br />

p<br />

C 1<br />

D 1<br />

CD = A 1 B 1<br />

AB .<br />

A 1<br />

B 1<br />

p<br />

A<br />

B p 1 1 1<br />

222<br />

Тада је OA<br />

OA 1<br />

= OB<br />

OB 1<br />

= AB<br />

A 1<br />

B 1<br />

. Наведене једнакости једноставно следе из претходне<br />

теореме и чињенице да унутрашњи, одн. спољашњи чланови пропорције могу<br />

<strong>за</strong>менити места.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Сличност<br />

Праве p и p 1<br />

секу се у тачки O. Паралелне праве a и b секу праву p у тачкама A<br />

и B, а праву p 1<br />

у тачкама A 1<br />

и B 1<br />

. Тада је OA<br />

OB = OA 1<br />

= AA 1.<br />

OB 1<br />

BB 1<br />

Доказ. Једнакост OA<br />

OB = OA 1<br />

је директна последица претходне теореме.<br />

OB 1<br />

Остаје још да покажемо да је и AA 1<br />

једнако овим размерама. Нека је p’ права кроз<br />

BB 1<br />

B 1<br />

паралелна <strong>са</strong> p. Нека је B’ пресек праве p’ и праве a.<br />

Тада паралелне праве p и p’ секу праве a и p 1<br />

, па према претходној теореми следи<br />

да су дужи <strong>са</strong> праве a пропорционалне одговарајућим дужима <strong>са</strong> праве<br />

O<br />

p 1<br />

: OA 1<br />

= AA 1<br />

OB 1<br />

AB’ . Како је AB’ ≅ BB , доказ је <strong>за</strong>вршен. ■<br />

1<br />

2. Задатак<br />

На основу података датих на слици одреди дужину дужи x.<br />

1) (p || q || r) 2) (p || q) 3) (p || q) 4) (p || q)<br />

5 6<br />

6<br />

p<br />

q<br />

Пример 3.<br />

x<br />

r<br />

4<br />

p<br />

5 6<br />

x<br />

q<br />

4 6<br />

Талесова теорема и њене последице нам омогућавају да конструктивно „множимо”<br />

и „делимо” дужи. Прецизније, ако је дата јединица мере, конструи<strong>са</strong>ћемо дуж чија<br />

је дужина једнака производу, односно количнику дужина неке две дате дужи.<br />

q<br />

x<br />

p<br />

3<br />

5<br />

x<br />

3<br />

p<br />

6<br />

q<br />

Талесова теорема<br />

A<br />

A<br />

O<br />

a<br />

A 1<br />

a<br />

A 1<br />

B'<br />

O<br />

a<br />

A<br />

A 1<br />

O<br />

a<br />

A<br />

A 1<br />

B'<br />

b<br />

B p<br />

B<br />

p 1 1<br />

b<br />

B p<br />

B 1<br />

p'<br />

p 1<br />

b<br />

B p<br />

p<br />

B 1 1<br />

b<br />

B p<br />

p'<br />

B p 1 1<br />

<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

223


Б<br />

Применом Талесове теореме изводимо познату особину множења вектора<br />

реалним бројем.<br />

За сваки реалан број k и све векторе x и y тачна је једнакост<br />

k(x + y ) = kx + ky .<br />

Доказ. Разматрамо <strong>са</strong>мо случај када су вектори x и y неколинеарни и k ≠ 0.<br />

Претпоставимо да је k > 0.<br />

И<strong>за</strong>беримо произвољно тачку O. Нека је X јединствена тачка таква да је x = OX ,<br />

а Y јединствена тачка да је y = XY . Тада је OY = x + y (сликa десно). Нека је даље<br />

X’ тачка таква да је kx = OX’ . Тачке X и X’ су колинеарне <strong>са</strong> O и налазе се <strong>са</strong><br />

исте стране тачке O. Нека је Y’ пресек полуправе OY и праве кроз X’ паралелнe<br />

<strong>са</strong> правом XY. Приметимо да су и тачке Y и Y’ <strong>са</strong> исте стране тачке O. Према<br />

Талесовој теореми имамо да је<br />

OX’<br />

OX = OY’<br />

OY = X’Y’<br />

XY .<br />

Како је OX’<br />

OX<br />

X’Y’<br />

= k, биће и<br />

XY = OY’ = k, одакле следи да је<br />

OY<br />

X’Y’ = kXY = ky као и OY’ = kOY = k(x + y ).<br />

Пошто је и OY’ = OX’ + X’Y’ = kx + ky , тражена једнакост је дока<strong>за</strong>на.<br />

Аналогно се поступа у случају када је k < 0. ■<br />

Талесова теорема често се формулише и у тзв. векторском облику. Размера<br />

усмерених дужи AB и CD у ознаци AB , дефинише се <strong>са</strong>мо у случају када су<br />

CD<br />

те дужи истог правца, тј. када су колинеарне. У том случају, размера AB<br />

CD je<br />

јединствен број k такав да је AB = kCD . Наравно, размера две усмерене дужи може<br />

бити и позитиван и негативан број.<br />

Векторски облик<br />

Талесове теореме<br />

Праве p и p 1<br />

секу се у тачки O. Паралелне праве a и b секу праву p у тачкама A<br />

и B, а праву p 1<br />

у тачкама A 1<br />

и B 1<br />

. Тада је<br />

OA<br />

OB = OA 1<br />

= AA 1<br />

.<br />

OB 1<br />

BB 1<br />

224<br />

O<br />

a<br />

A<br />

A 1<br />

b<br />

B p<br />

B 1<br />

a<br />

A 1<br />

p<br />

p A<br />

B 1 1<br />

1<br />

O<br />

b<br />

B p<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Хомотетија<br />

А<br />

Нека је O фиксирана тачка равни π и k неки реалан број различит од нуле.<br />

Хомотетија равни π <strong>са</strong> центром O и коефицијентом k је пресликавање<br />

H O,k<br />

: ππ, које свакој тачки X равни π додељује тачку X' исте равни<br />

такву да је OX' = kOX .<br />

дефиниција<br />

Хомотетија се назива<br />

и перспективна<br />

сличност.<br />

Користећи конструкцију поделе дужи на једнаке делове, једноставно се<br />

конструише слика било које тачке X хомотетијом H O,k<br />

чији је коефицијент k<br />

рационалан број.<br />

Заиста, ако је k = ± m/n, m, n N, дуж OX треба поделити на n једнаких делова, а<br />

<strong>за</strong>тим почевши од O надове<strong>за</strong>ти m добијених делова <strong>са</strong> оне стране <strong>са</strong> које је тачка<br />

X, уколико је k = m/n, односно <strong>са</strong> супротне стране, ако је k = –m/n.<br />

1.<br />

Задатак<br />

Дате су три колинеарне тачке A, B и C такве да је A – B – C и AB : BC = 4 : 7. Одреди<br />

коефицијент k хомотетије H B,k<br />

ако је H B,k<br />

(A) = C.<br />

2.<br />

Задатак<br />

На слици десно су конструи<strong>са</strong>не слике неколико тачака хомотетијом H .<br />

На основу овог примера, покушај да изведеш неке опште <strong>за</strong>кључке.<br />

1) Одреди размере A'B' : AB, B'C' : BC, B'D' : BD.<br />

2) Да ли се хомотетијом колинеарне тачке пресликавају у колинеарне тачке?<br />

3) Да ли се праве AB и A'B' секу? А праве BD и B'D'? Образложи одговорe.<br />

4) Упореди BAD и B'A'D'. Упореди и било који други пар одговарајућих<br />

углова. Образложи одговор.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

225


8<br />

1<br />

2 57648 9<br />

теорема<br />

Ако је H O,k<br />

(X) = X' и H O,k<br />

(Y) = Y', онда је X'Y' = kXY .<br />

Доказ. Из H O,k<br />

(X) = X' и H O,k<br />

(Y) = Y' следи да је OX' = kOX и<br />

OY' = kOY . Како је X'Y' = OY' – OX' , имамо да је<br />

X'Y' = OY' – OX' = kOY – kOX = k(OY – OX ) = kXY . ■<br />

теорема<br />

Ако је X – Y – Z и H O,k<br />

(X) = X', H O,k<br />

(Y) = Y' и H O,k<br />

(Z) = Z', онда је X' – Y' – Z'.<br />

Доказ. Из X – Y – Z следи XY + YZ = XZ. Према претходној теореми<br />

имамо да је X'Y' = kXY, Y'Z' = kYZ и X'Z' = kXZ.<br />

Дакле, X'Z' = k(XY + YZ) = X'Y' + Y'Z', одакле следи да је Y' између тачака<br />

X' и Z', што је и требало дока<strong>за</strong>ти. ■<br />

теорема<br />

Из дока<strong>за</strong>них особина следе следећа тврђења.<br />

• Хомотетија дуж пресликава у дуж: ако је H O,k<br />

(A) = A' и H O,k<br />

(B) = B', онда је<br />

H O,k<br />

(AB) = A'B';<br />

• Хомотетија праву пресликава у паралелну праву: ако су A и B две тачке праве<br />

p и ако је H O,k<br />

(A) = A' и H O,k<br />

(B) = B', онда је H O,k<br />

(p) = p', при чему је p' права<br />

одређена тачкама A' и B' и p || p'.<br />

дефиниција<br />

Слика фигуре Φ хомотетијом H O,k<br />

је фигура Φ' = H O,k<br />

(Φ) = {H O,k<br />

(X) | X Φ}.<br />

На основу ових особина и теореме о угловима <strong>са</strong> паралелним крацима долазимо и<br />

до следећег <strong>за</strong>кључка.<br />

Хомотетијом се угао пресликава у подударан угао.<br />

226<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Сличност<br />

Пример 1.<br />

Конструкција слике неке фигуре датом хомотетијом се може знатно<br />

поједноставити ако се користе и општа својства хомотетије. Посебно је корисна<br />

примена тврђења да се права хомотетијом пресликава у паралелну праву.<br />

На слици испод конструктивно је одређена слика ∆ABC хомотетијом H O,–<br />

,<br />

H O,–<br />

(∆ABC) = ∆A'B'C'.<br />

Приметите да је довољно наћи слику <strong>са</strong>мо једног<br />

темена, на пример H O,–<br />

(A) = A'. Слике B' и C'<br />

преостала два темена су пресеци правих OB и OC<br />

<strong>са</strong> правама кроз A' које су паралелне <strong>са</strong> AB и AC. <br />

Запажања која смо користили у претходном примеру можемо уопштити. Наиме,<br />

ако знамо центар хомотетије и слику X' једне тачке X (при чему наравно тачке O, X<br />

и X' морају бити колинеарне), онда можемо одредити слику било које друге тачке<br />

том хомотетијом (конструкција је прика<strong>за</strong>на на сликама испод). Коефицијент<br />

овако одређене хомотетије је размера k = OX' : OX . Приметите да ако желимо да<br />

одредимо слику тачке U која је колинеарна <strong>са</strong> O, X и X' (слика доле десно), морамо<br />

најпре да одредимо слику неке „помоћне” тачке која није колинеарна <strong>са</strong> наведеним<br />

тачкама.<br />

Хомотетија је<br />

потпуно одређена<br />

ако је познат њен<br />

центар O и слика X'<br />

једне тачке X.<br />

3.<br />

4.<br />

Задатак<br />

Произвољно и<strong>за</strong>бери три колинеарне тачке O, X и X' тако да је X – O – X'. Ако је<br />

H O,k<br />

хомотетија таква да је H O,k<br />

(X) = X', конструиши тачку H O,k<br />

(T), ако је тачка T<br />

нека тачка која:<br />

1) није колинеарна <strong>са</strong> O, X и X';<br />

2) јесте колинеарна <strong>са</strong> O, X и X'.<br />

Задатак<br />

Пресликај произвољан ∆ABC хомотетијом H A,<br />

.<br />

Упутство. Погледај слику десно.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

227


В<br />

5. Задатак<br />

Дате су две произвољне дужи AB и CD и две тачке O и X. Конструиши тачку<br />

H O,k<br />

(X) ако је k = AB : CD.<br />

Упутство. Нацртај произвољну полуправу Op која не <strong>са</strong>држи X, а <strong>за</strong>тим на њој<br />

одреди тачке Y и Y' тако да је OY ≅ CD и OY' ≅ AB.<br />

Пример 2.<br />

Тачка X je хомотетијом H O,k<br />

пресликана у тачку X'. Дакле,<br />

k = OX' : OX .<br />

На претходој страни је објашњено како се конструише слика<br />

произвољне тачке при овако <strong>за</strong>датој хомотетији.<br />

Конструишимо <strong>са</strong>да H O,<br />

(A), при чему је A произвољна тачка. Да<br />

бисмо извели тражену конструкцију, довољно је знати слику бар<br />

једне тачке при овој хомотетији. Није тешко <strong>за</strong>кључити да је<br />

H O,<br />

(X') = X. <br />

Подсећамо да слику<br />

неке тачке X при<br />

трансформацији<br />

A B одређујемо<br />

тако што прво<br />

одредимо B(X), а<br />

<strong>за</strong>тим и слику те<br />

тачке при A.<br />

Наводимо неке опште једнакости у вези <strong>са</strong> композицијама хомотетија <strong>са</strong><br />

<strong>за</strong>једничким центром.<br />

1. H O,k<br />

H O,l<br />

= H O,l ∙ k<br />

;<br />

2. H O,k<br />

H O,<br />

= E (E је коинциденција: сваку тачку пресликава у себе);<br />

3. H O,k<br />

H O,l<br />

= H O,l<br />

H O,k<br />

Пример 3.<br />

На крају овог одељка, користећи се хомотетијом,<br />

пока<strong>за</strong>ћемо неке <strong>за</strong>нимљиве везе међу значајним<br />

тачкама троугла. Нека је T тежиште ∆ABC, а A', B' и<br />

C' средишта страница BC, CA и AB. Према теореми о<br />

тежишту троугла (страна 161), <strong>за</strong>кључујемо да је<br />

H T,–<br />

(∆ABC) = ∆A'B'C', па се ортоцентар H троугла ABC<br />

пресликава у ортоцентар ∆A'B'C'. Међутим, ортоцентар<br />

∆A'B'C' je истовремено и центар O опи<strong>са</strong>не кружнице<br />

∆ABC.<br />

Дакле, имамо да је H – T – O и HT = 2TO.<br />

Права која <strong>са</strong>држи H, T и O назива се Ојлерова права.<br />

Опи<strong>са</strong>ни круг око ∆A'B'C', чији је центар O' = H T,–<br />

(O),<br />

назива се и Ојлеров круг, али и круг девет тачака јер<br />

<strong>са</strong>држи средишта све три странице ∆ABC, подножја све<br />

три висине овог троугла, као и средишта дужи AH, BH и<br />

CH. <br />

228<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Сличност<br />

А<br />

Изометрије и хомотетије су специјални случајеви трансформација сличности.<br />

Нека је k позитиван реалан број. Сличност равни π <strong>са</strong> коефицијентом<br />

k је функција P k<br />

: ππ таква да <strong>за</strong> сваке две тачке A и B равни π,<br />

ако је P k<br />

(A) = A' и P k<br />

(B) = B', онда је A'B' = kAB.<br />

дефиниција<br />

• Свака изометрија неке равни је сличност те равни <strong>са</strong> коефицијентом 1;<br />

• Свака хомотетија H O,k<br />

неке равни је сличност те равни <strong>са</strong> коефицијентом |k|.<br />

теорема<br />

Пример 1.<br />

Није тешко уочити да су композиције изометрије и хомотетије трансформације<br />

сличности. Тако, ако је дата нека права s и нека тачка O, тада је трансформација<br />

H O, – 2<br />

S s<br />

сличност <strong>са</strong> коефицијентом 2.<br />

Испоставља се да сваку сличност можемо представити као композицију неке<br />

изометрије и неке хомотетије.<br />

<br />

Свака сличност се може представити као композиција<br />

неке изометрије и неке хомотетије.<br />

теорема<br />

о разлагању сличности<br />

Извуцимо најважније последице.<br />

Нека је P k<br />

сличност равни <strong>са</strong> коефицијентом k.<br />

1. Ако је A – B – C и P k<br />

(A) = A', P k<br />

(B) = B' и P k<br />

(C) = C', онда је A' – B' – C'.<br />

2. Ако је AB ≅ CD и P k<br />

(A) = A', P k<br />

(B) = B', P k<br />

(C) = C' и P k<br />

(D) = D', онда је<br />

A'B' ≅ C'D'.<br />

3. Ако је P k<br />

(A) = A', P k<br />

(B) = B', P k<br />

(C) = C' и P k<br />

(D) = D', онда је AB : CD = A'B' : C'D'.<br />

последица<br />

Све што „чувају” и<br />

изометрије и хомотетије,<br />

„чувају” и сличности.<br />

Општа дефиниција сличности две фигуре аналогна је општој дефиницији<br />

подударности две фигуре.<br />

Две фигуре Φ и Ψ су сличне, у ознаци Φ ~ Ψ, ако постоји сличност P,<br />

која пресликава Φ на Ψ, то јест ако је P(Φ) = Ψ.<br />

општа дефиниција<br />

сличности фигура<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

229


8<br />

1<br />

2 57648 9<br />

Иако се димензије (величине) два слична објекта могу доста разликовати, оно што<br />

им даје исти облик јесу <strong>са</strong>чуване размере између било које две дужи.<br />

Када треба направити било који велики објекат (зграду, мост, аутомобил итд.),<br />

веома је корисно прво конструи<strong>са</strong>ти умањен модел тог објекта који му је сличан у<br />

математичком смислу. Наравно, да би модел имао исти облик, као што ће га имати<br />

изграђени објекат, довољно је „<strong>са</strong>чувати” размере.<br />

Ако су два троугла слична, онда један од тих троуглова изгледа као умањена,<br />

односно увећана верзија другог. Углови једног троугла једнаки су угловима другог<br />

троугла, а парови одговарајућих страница су пропорционални. Притом, страница<br />

једног троугла одговара страници другог ако се налазе наспрам истих углова,<br />

односно ако на сваку од њих належу исти углови.<br />

AB = c A<br />

A<br />

1<br />

B 1<br />

= c 1<br />

= kc<br />

c b<br />

BC = a · k B 1<br />

C 1<br />

= a 1<br />

= ka<br />

b 1<br />

A 1<br />

B<br />

a<br />

CA = b<br />

C<br />

c 1<br />

a 1<br />

C 1<br />

A 1<br />

= b 1<br />

= kb<br />

B 1<br />

C 1<br />

Као и у случају подударности, доказивање сличности троуглова знатно олакшавају<br />

ставови сличности које ћемо у наставку дока<strong>за</strong>ти.<br />

Први став сличности<br />

Два троугла су слична ако су две странице једног троугла пропорционалне<br />

двема страницама другог троугла и углови <strong>за</strong>хваћени тим страницама су<br />

подударни.<br />

AB : AC = A’B’ : A’C’<br />

CAB ≅ C’A’B’<br />

∆ABC ∼ ∆A’B’C’<br />

Доказ. Нека су ABC и A’B’C’ троуглови такви да је<br />

A’B’ : AB = A’C’ : AC = k и CAB ≅ C’A’B’.<br />

Нека је H A, k<br />

(B) = B 1<br />

и H A, k<br />

(C) = C 1<br />

. Другим речима, на<br />

полуправама AB и AC, одредимо тачке B 1<br />

и C 1<br />

такве да је<br />

AB 1<br />

= kAB и AC 1<br />

= kAC и AC 1<br />

≅ A’C’. Дакле,<br />

H A, k<br />

(∆ABC) = ∆AB 1<br />

C 1<br />

.<br />

Према ставу подударности СУС, ∆AB 1<br />

C 1<br />

≅ ∆A’B’C’. Самим тим, постоји<br />

изометрија I таква да је I(∆AB 1<br />

C 1<br />

) = ∆A’B’C’. Дакле, I H A, k<br />

(∆ABC) = ∆A’B’C’.<br />

Како је I H A, k<br />

трансформација сличности, <strong>за</strong>кључујемо да је ∆ABC ∼ ∆A’B’C’. ■<br />

230<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Сличност<br />

Два троугла су слична ако су два угла једног троугла подударна одговарајућим<br />

угловима другог троугла.<br />

CAB ≅ C’A’B’<br />

ABC ≅ A’B’C’<br />

∆ABC ∼ ∆A’B’C’<br />

Други став сличности<br />

Доказ. Нека су ABC и A’B’C’ троуглови такви да је CAB ≅ C’A’B’ и<br />

ABC ≅ A’B’C’. Према теореми о збиру углова у троуглу,<br />

<strong>за</strong>кључујемо да је и BCA ≅ B’C’A’.<br />

Нека је A’B’ : AB = k, H A, k<br />

(B) = B 1<br />

и H A, k<br />

(C) = C 1<br />

. Дакле,<br />

H A, k<br />

(∆ABC) = ∆AB 1<br />

C 1<br />

. Тада је AB 1<br />

≅ A’B’ и ABC ≅ AB 1<br />

C 1<br />

≅ A’B’C’,<br />

па је, према ставу подударности УСУ, ∆AB 1<br />

C 1<br />

≅ ∆A’B’C’. Самим тим,<br />

постоји изометрија I таква да је I(∆AB 1<br />

C 1<br />

) = ∆A’B’C’.<br />

Као и у доказу претходне теореме, сличност P = I H A, k<br />

пресликава<br />

∆ABC у ∆A’B’C’, па су ови троуглови слични. ■<br />

A<br />

B<br />

C<br />

B<br />

C<br />

1 1<br />

B'<br />

C'<br />

A'<br />

Два троугла су слична ако су сваке две странице једног троугла<br />

пропорционалне одговарајућем пару страница другог троугла.<br />

AB<br />

A’B’ = BC<br />

B’C’ = CA ∼ ∆ABC ∼ ∆A’B’C’<br />

C’A’<br />

Трећи став сличности<br />

Доказ. Нека су ABC и A’B’C’ троуглови такви да је<br />

A’B’ : AB = BC : B’C’ = A’C’ : AC = k.<br />

Нека је H A, k<br />

(B) = B 1<br />

и H A, k<br />

(C) = C 1<br />

. Дакле, H A, k<br />

(∆ABC) = ∆AB 1<br />

C 1<br />

.<br />

Права се хомотетијом пресликава у паралелну праву,<br />

што значи да је BC || B 1<br />

C 1<br />

. Према Талесовој теореми,<br />

B 1<br />

C 1<br />

= kBC.<br />

Применом става подударности ССС <strong>за</strong>кључујемо да је ∆AB 1<br />

C 1<br />

≅ ∆A’B’C’,<br />

па постоји изометрија I таква да је I(∆AB 1<br />

C 1<br />

) = ∆A’B’C’. Дакле,<br />

I H A, k<br />

(∆ABC) = ∆A’B’C’. Како је I H A, k<br />

трансформација сличности,<br />

<strong>за</strong>кључујемо да је ∆ABC ∼ ∆A’B’C’. ■<br />

Без дока<strong>за</strong> наводимо и четврти став сличности.<br />

Два троугла су слична ако су две странице једног троугла пропорционалне<br />

двема страницама другог троугла и ако су углови наспрам две од ових<br />

одговарајућих страница подударни, а углови наспрам друге две одговарајуће<br />

странице су или оба оштра, оба права или оба тупа.<br />

Четврти став сличности<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

231


8<br />

1<br />

2 57648 9<br />

1. Задатак<br />

Нека су α, β и γ мере углова троугла чије су странице 6, 3<br />

и 5 (слика десно).<br />

Докажи да је сваки од троуглова прика<strong>за</strong>них на слици<br />

испод сличан датом троуглу, а <strong>за</strong>тим одреди непознате<br />

дужине страница, као и непознате углове (тј. да ли су<br />

једнаки α, β или γ).<br />

F<br />

R<br />

X<br />

Y<br />

D<br />

E<br />

Z<br />

M<br />

U<br />

K<br />

L P Q<br />

V<br />

W<br />

Пример 1.<br />

Сматра се да је Талес примењујући други став сличности одређивао<br />

висине египатских пирамида мерећи њихове сенке. Наравно, ова идеја је<br />

универ<strong>за</strong>лна и може се применити на било које предмете.<br />

Претпоставимо да је штап дужине 1,5 m вертикално постављен у односу на<br />

тло и да је његова сенка дугачка 0,8 m. Истовремено, сенка дрвета дугачка<br />

је 2,4 m. Применом другог става сличности једноставно одређујемо висину<br />

дрвета.<br />

Штап и дрво <strong>са</strong> својим сенкама образују два правоугла троугла који имају<br />

исте оштре углове. Дакле, ови правоугли троуглови су слични, па су им<br />

одговарајуће странице пропорционалне. Из једнакости<br />

1,5<br />

0,8 = x<br />

2,4<br />

налазимо да је x = 4,5, односно да је висина дрвета 4,5 m. <br />

2. Задатак<br />

Одреди висину стуба ако је дужина његове сенке 2 m и истовремено је 50 cm<br />

дугачка сенка човека високог 180 cm.<br />

232<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Б<br />

У поглављу Подударност применом ставова подударности дока<strong>за</strong>ли смо велики<br />

број особина равних фигура. Ставови сличности су такође веома корисне<br />

теореме <strong>са</strong> великом применом у геометрији. Наредне две теореме представљају<br />

илустрацију примене другог става сличности.<br />

Симетрала унутрашњег угла троугла дели наспрамну страницу на дужи које<br />

су пропорционалне другим двема страницама. Прецизније, ако је D пресек<br />

странице AB и симетрале угла код темена C троугла ABC, онда је AD<br />

DB = AC<br />

CB .<br />

(Обратите пажњу на распоред чланова пропорције.)<br />

теорема<br />

Доказ. Нека је a права кроз A паралелна <strong>са</strong> BC и E пресек праве a <strong>са</strong><br />

симетралом угла код темена C. Према теореми о наизменичним угловима,<br />

имамо да је DAE ≅ DBC и DEA ≅ DCB. Према другом ставу сличности,<br />

<strong>за</strong>кључујемо да је ∆AED ~ ∆BCD, одакле следи да је<br />

AD<br />

AE = DB AD<br />

, тј.<br />

CB DB = AE<br />

CB .<br />

Остаје још да докажемо да је AE ≅ AC.<br />

Пошто је DEA ≅ DCB и DCA ≅ DCB (јер CD полови угао код темена C),<br />

следи да је DEA ≅ DCA, па је ∆AEC једнакокраки и важи AE ≅ AC. ■<br />

Производи страница и одговарајућих висина неког троугла су једнаки.<br />

Прецизније, <strong>за</strong> произвољан ∆ABC важи ah a<br />

= bh b<br />

= ch c<br />

.<br />

теорема<br />

Доказ. Дока<strong>за</strong>ћемо да је ah a<br />

= bh b<br />

у случају да је угао код темена C<br />

оштар (ако је овај угао прав, једнакост тривијално важи, а ако је<br />

туп, доказ је аналоган оном који следи, па га препуштамо вама).<br />

Нека су A' и B' подножја висина из темена A и B троугла ABC.<br />

Троуглови BCB' и ACA' су слични јер су правоугли (<strong>са</strong> правим<br />

угловима код темена B' и A') и имају <strong>за</strong>једнички оштар угао код<br />

темена C. Из ове сличности следи жељена једнакост:<br />

BC<br />

BB' = AC , то јест BC ∙ AA' = AC ∙ BB'. Приметимо да смо једнакост<br />

AA'<br />

производа страница и одговарајућих висина дока<strong>за</strong>ли без<br />

позивања на познате формуле <strong>за</strong> површину троугла. ■<br />

3. Задатак<br />

Троуглови ABC и A 1<br />

B 1<br />

C 1<br />

су слични. Ако је k коефицијент сличности,<br />

a P и P 1<br />

редом површине троуглова ∆ABC и ∆A 1<br />

B 1<br />

C 1<br />

, докажи да је P : P 1<br />

= k 2 .<br />

Упутство. Примени познату формулу <strong>за</strong> израчунавање површине троугла и<br />

претходну теорему.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

233


8<br />

А<br />

Примене ставова сличности<br />

Применом сличности на правоугли троугао дока<strong>за</strong>ћемо Питагорину теорему о<br />

чијој важности не треба много говорити. Најпре доказујемо неке „помоћне” и<br />

такође важне једнакости у вези <strong>са</strong> дужима правоуглог троугла.<br />

теорема о одсечцима које<br />

висина гради на хипотенузи<br />

Нека је ABC произвољан правоугли троугао <strong>са</strong> правим углом код темена C и<br />

D подножје висине из C на хипотенузу AB. Тада су тачне једнакости:<br />

AC 2 = AB ∙ AD, BC 2 = AB ∙ DB, CD 2 = AD ∙ DB.<br />

Доказ. Да бисмо поједноставили <strong>за</strong>пис, користићемо ознаке као на слици лево, уз<br />

напомену да <strong>са</strong> c означавамо хипотенузу AB. Тада је c = p + q.<br />

Троуглови ABC и ACD су правоугли и имају исти угао у темену A.<br />

Дакле, ΔABC ~ ΔACD, па је<br />

c<br />

b = b p = a h c<br />

,<br />

одакле следи једна од једнакости коју треба дока<strong>за</strong>ти b 2 = cp.<br />

Троуглови ABC и CBD су правоугли и имају исти угао у темену B. Даклe,<br />

ΔABC ~ ΔCBD, па је<br />

c<br />

a = a q = b h c<br />

,<br />

одакле следи да је a 2 = cq.<br />

Из претходне две сличности следи и да је ΔACD ~ ΔCBD, па је<br />

h c<br />

q = p h c<br />

= b a ,<br />

то јест h c<br />

2<br />

= pq. ■<br />

Претходна теорема се може формули<strong>са</strong>ти и на следећи начин, који је<br />

једноставнији <strong>за</strong> памћење.<br />

Катета правоуглог троугла је геометријска средина хипотенузе и суседног<br />

одсечка који на хипотенузи гради њена висина.<br />

Висина која одговара хипотенузи је геометријска средина одсечка које она<br />

гради на хипотенузи.<br />

Питагорина теорема<br />

Квадрат хипотенузе једнак је збиру квадрата катета.<br />

Доказ. Користећи ознаке као у доказу претходне теореме, из једнакости a 2 = cq и<br />

b 2 = cp, <strong>за</strong>једно <strong>са</strong> c = p + q добијамо a 2 + b 2 = cq + cp = c(p + q) = c 2 . ■<br />

234<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Сличност<br />

Ако је AC 2 + BC 2 = AB 2 , онда је троугао ABC правоугли<br />

<strong>са</strong> правим углом у темену C.<br />

обрат Питагорине теореме<br />

Доказ. Нека је ABC троугао такав да је<br />

AC 2 + BC 2 = AB 2 .<br />

Ако је ∆A'B'C' произвољан правоугли<br />

троугао такав да је A'C' ≅ AC и<br />

B'C' ≅ BC, онда је према Питагориној<br />

теореми A'C' 2 + B'C' 2 = A'B' 2 , па је и<br />

A'B' ≅ AB.<br />

Према ставу подударности ССС, имамо да је ΔABC ≅ ΔA'B'C', одакле следи<br />

ACB ≅ A'C'B', што значи да је у ΔABC угао код темена C прав. ■<br />

Пример 1.<br />

Чињеница да је квадрат висине која одговара<br />

хипотенузи једнак производу одсечака које та<br />

висина гради на хипотенузи омогућава нам да<br />

једноставно конструишемо геометријску средину<br />

√x ∙ y две дате дужи x и y.<br />

Ако су x и y<br />

позитивни бројеви,<br />

број √x ∙ y је<br />

геометријска средина<br />

ових бројева.<br />

Ако конструишемо и аритметичку средину<br />

(x + y)/2, онда постаје очигледна неједнакост<br />

√x ∙ y ≤ x + y<br />

2 ,<br />

као и чињеница да једнакост важи ако и <strong>са</strong>мо ако<br />

је x = y. <br />

1. Задатак<br />

Нека су a и b катете, c хипотену<strong>за</strong>, h висина над хипотенузом и p и q одсечци<br />

на које ова висина дели хипотенузу, при чему одсечак p има <strong>за</strong>једничко теме <strong>са</strong><br />

катетом b, а одсечак q <strong>са</strong> катетом a.<br />

1) Ако је b = 8 cm и c = 10 cm, одреди a, h, p и q.<br />

2) Ако је a = 12 cm и b = 5 cm, одреди c, h, p и q.<br />

3) Ако је b = 25 cm и p = 20 cm, одреди a, c, h и q.<br />

4) Ако је a = 8 cm и h = 4,8 cm, одреди b, c, p и q.<br />

5) Ако је p = 16 cm и q = 9 cm, одреди a, b, c и h.<br />

6) Ако је h = 6 cm и p = 14,4 cm, одреди a, b, c и q.<br />

7) Ако је c = 5 cm и h = 2 cm, одреди a, b, p и q.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

235


В<br />

теорема<br />

Нека је k произвољна кружница. Тада је <strong>за</strong> сваку тачку P равни кружнице и<br />

сваку праву a која <strong>са</strong>држи P и сече кружницу k у тачкама A 1<br />

и A 2<br />

производ<br />

PA 1<br />

∙ PA 2<br />

константан.<br />

Доказ. Размотрићемо три случаја.<br />

1. случај. Тачка P припада унутрашњости кружнице k.<br />

Нека су a и b праве које <strong>са</strong>држе тачку P и секу кружницу k у тачкама A 1<br />

и A 2<br />

(права<br />

a), односно B 1<br />

и B 2<br />

(права b), као што је прика<strong>за</strong>но на слици лево.<br />

Довољно је дока<strong>за</strong>ти да је PA 1<br />

∙ PA 2<br />

= PB 1<br />

∙ PB 2<br />

.<br />

Посматрајмо ∆A 1<br />

PB 1<br />

и ∆B 2<br />

PA 2<br />

. Ови троуглови су слични према другом ставу<br />

сличности (Зашто?). Из ∆A 1<br />

PB 1<br />

~ ∆B 2<br />

PA 2<br />

следи да је PA 1<br />

: PB 1<br />

= PB 2<br />

: PA 2<br />

, одакле<br />

добијамо и тражену једнакост PA 1<br />

∙ PA 2<br />

= PB 1<br />

∙ PB 2<br />

.<br />

2. случај. Тачка P припада спољашњости кружнице k.<br />

Нека су a и b праве које <strong>са</strong>држе тачку P и секу кружницу k у тачкама A 1<br />

и A 2<br />

(права a), односно B 1<br />

и B 2<br />

(права b), као што је прика<strong>за</strong>но на слици<br />

лево.<br />

Посматрајмо ∆A 1<br />

PB 2<br />

и ∆B 1<br />

PA 2<br />

. Ови троуглови су слични према другом<br />

ставу сличности (Зашто?). Из ∆A 1<br />

PB 2<br />

~ ∆B 1<br />

PA 2<br />

следи да је<br />

PA 1<br />

: PB 2<br />

= PB 1<br />

: PA 2<br />

. Из последње једнакости добијамо једнакост<br />

PA 1<br />

∙ PA 2<br />

= PB 1<br />

∙ PB 2<br />

.<br />

3. случај. Тачка P припада кружници k.<br />

Овај случај је једноставан јер тада је тачка P једна од пресечних тачака кружнице<br />

k и било које праве кроз P, то јест P = A 1<br />

, па је у овом случају посматрани производ<br />

једнак нули. ■<br />

последица<br />

Ако је a права која <strong>са</strong>држи тачку P и сече кружницу k у тачкама A 1<br />

и A 2<br />

, а t<br />

тангента кроз P која додирује кружницу k у тачки T, онда је PA 1<br />

∙ PA 2<br />

= PT 2 .<br />

Доказ. Посматрајмо ∆A 1<br />

PT и ∆TPA 2<br />

(слика десно).<br />

Ови троуглови су слични према другом ставу<br />

сличности (Зашто?). Из ∆A 1<br />

PT ~ ∆TPA 2<br />

следи да је<br />

PA 1<br />

: PT = PT : PA 2<br />

, а одавде и тражена једнакост. ■<br />

дефиниција<br />

Ако је k кружница и P тачка у њеној равни, тада се производ дужи од тачке P<br />

до тачака пресека било које сечице кроз P <strong>са</strong> кружницом k назива потенција<br />

тачке P у односу на кружницу k.<br />

236<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Задаци<br />

Мерење дужи и углова<br />

Размера дужи<br />

4)<br />

PQ<br />

QR ; 5)<br />

AP<br />

AR .<br />

4)<br />

OS<br />

ST ;<br />

PS<br />

8)<br />

ST .<br />

1. Нека је U средиште дужи AB и V средиште дужи BC. Ако је A – B – C, изрази<br />

дужину дужи UV у <strong>за</strong>висности од дужина дужи AB и BC.<br />

2. Нека је S средиште дужи AB. Ако је C тачка таква да је A – B – C, докажи да је<br />

AC + BC<br />

SC = .<br />

2<br />

3. Ако је S средиште дужи AB и C тачка таква да је A – C – B, изрази дужину дужи<br />

SC у <strong>за</strong>висности од дужина дужи AC и BC.<br />

4. На основу података <strong>са</strong> слике, одреди углове троугла ABC (p || AB).<br />

5. Нека je t трансвер<strong>за</strong>ла правих a и b. На основу података датих на слици, утврди<br />

да ли су праве a и b паралелне или не. У случају да нису паралелне, одреди <strong>са</strong><br />

које стране праве t се секу и под којим углом.<br />

6. Поређај по величини углове и странице ∆ABC ако је α = 35° и γ = 50°.<br />

7. Нацртај произвољну дуж и подели је у размери: 1) 2 : 5; 2) 1 : 3; 3) 3 : 4.<br />

8. На основу слике десно (дуж AB је подељена на 10 једнаких делова, p || q || r)<br />

одреди размеру:<br />

1) AP<br />

PR ;<br />

2)<br />

AQ<br />

QR ;<br />

3)<br />

AP<br />

PQ ;<br />

9. На основу слике десно (дуж AB је подељена на 60 једнаких<br />

делова, p || q || r || s || t) одреди размеру:<br />

1) OP<br />

OR ;<br />

5) RQ<br />

QP ;<br />

2)<br />

OP<br />

OT ;<br />

ST<br />

6)<br />

RQ ;<br />

3)<br />

OR<br />

OS ;<br />

PR<br />

7)<br />

RS ;<br />

A<br />

a<br />

P<br />

Q<br />

p q r<br />

A<br />

A<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

A<br />

R<br />

p<br />

P<br />

O<br />

Сличност<br />

q<br />

Q<br />

s<br />

S<br />

t<br />

r<br />

R<br />

B<br />

T<br />

B<br />

237


8<br />

1<br />

2 57648 9<br />

10. На основу података датих на слици испод (a || b || c || d) одреди x, y и z.<br />

A<br />

Талесова теорема<br />

11. На основу података датих на сликама одреди дужине дужи означених знаком<br />

питања.<br />

1) 2) 3)<br />

12. На основу података <strong>са</strong> слике (BD || EG) одреди x, y и z.<br />

13. Ако је BC || DE и CD || EF, на основу података <strong>са</strong> слике лево одреди DF.<br />

14. Докажи да пресечна тачка дијагонала трапе<strong>за</strong> дели обе дијагонале на дужи које<br />

су пропорционалне основицама.<br />

15. На краку Op дате су тачке A, B и C, а на<br />

краку Oq тачке D и E такве да је AD || BE и<br />

BD || CE. Докажи да је OB 2 = OA ∙ OC<br />

238<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Сличност<br />

16. И<strong>за</strong>бери произвољно јединицу мере и две дужи a и b. Конструиши <strong>за</strong>тим<br />

дужи:<br />

1) a 2 ; 2) 1 a ; 3) a + b<br />

a 2 ; 4) a b + b a .<br />

17. Дате су три дужи a, b и c. Кoнструиши дуж x тако да је:<br />

1) a : b = c : x; 2) a : b = x : c.<br />

A<br />

18. Дате су тачке A и B и две дужи m и n које нису подударне. Конструиши тачке C<br />

и D колинеарне <strong>са</strong> датим тачкама тако да је AC : BC = AD : BD = m : n.<br />

19. Нека су A и B две дате тачке и m и n дате неподударне дужи. Докажи да скуп<br />

свих тачака P таквих да је PA : PB = m : n представља кружницу.<br />

Упутство. Ако су C и D тачке праве AB такве да је<br />

AC : BC = AD : BD = m : n (види претходни <strong>за</strong>датак), онда је скуп свих<br />

тачака P таквих да је PA : PB = m : n кружница над пречником CD.<br />

Потребно је дока<strong>за</strong>ти да:<br />

1) свака тачка која <strong>за</strong>довољава једнакост PA : PB = m : n припада<br />

поменутој кружници (конструиши кроз B праве BM и BN такве да<br />

је BM || PD и BN || PC, при чему M и N припадају правој AP),<br />

2) свака тачка ове кружнице <strong>за</strong>довољава тражену једнакост<br />

(конструиши кроз B праву паралелну <strong>са</strong> AP и означи <strong>са</strong> M и N<br />

пресеке ове праве <strong>са</strong> дужима PC и PD).<br />

В<br />

Тачке C и D деле дуж AB у датој<br />

размери m : n, при чему једна од<br />

њих припада дужи AB (унутрашња<br />

подела), а друга је ван дужи AB<br />

(спољашња подела). Каже се да<br />

је пар тачака A, B хармонијски<br />

спрегнут <strong>са</strong> паром тачака C, D и<br />

пише се H(A, B; C, D).<br />

Кружница из<br />

<strong>за</strong>датка 10. назива<br />

се Аполонијева<br />

кружница и често се<br />

обележава <strong>са</strong> A.<br />

20. Конструиши троугао ABC ако је дато c и γ тако да размера страница a и b буде<br />

једнака размери датих дужи m и n.<br />

Хомотетија<br />

21. Дат је троугао ABC. Конструиши слике овог троугла следећим хомотетијама:<br />

1) H A, – 2<br />

; 2) H B,<br />

; 3) H T, –<br />

;<br />

при чему је T тежиште троугла ABC.<br />

A<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

239


8<br />

1<br />

2 57648 9<br />

Б<br />

A<br />

22. Дат је једнакостраничан троугао ABC и у његовој унутрашњости тачка P.<br />

Докажи да тачке симетричне тачки P у односу на средишта страница датог<br />

троугла образују једнакостраничан троугао.<br />

23. У унутрашњости конвексног угла aSb дата је тачка P. Конструиши кружницу<br />

која додирује краке датог угла и <strong>са</strong>држи дату тачку P.<br />

24. Конструиши троугао ABC, ако је дато:<br />

1) α, β, t c<br />

; 2) α, β, h c<br />

.<br />

Сличност<br />

25. На слици лево су прика<strong>за</strong>на два троугла ABC и PQR. Које од<br />

следећих једнакости су тачне?<br />

1) AC<br />

AB = PQ AC<br />

; 2)<br />

PR AB = RP AC<br />

; 3)<br />

RQ AB = RQ<br />

RP ;<br />

4) AC<br />

AB = QP BC<br />

; 5)<br />

QR BA = PR BC<br />

; 6)<br />

PQ BA = PQ CA<br />

; 7)<br />

PR CB = PQ<br />

PR .<br />

26. Да ли је троугао чије су странице 3 cm, 4 cm и 6 cm сличан троуглу<br />

чије су странице 4,8 cm, 3,6 cm и 7,2 cm?<br />

27. Ако два једнакокрака троугла имају једнаке углове при врху, докажи да су та<br />

два троугла слична.<br />

28. Угао при врху C једнакокраког троугла ABC је 36°. Симетрала угла ABC сече<br />

крак AC у тачки D. Докажи да је ∆DAB ∆ABC.<br />

29. Ако су AA' и BB' висине оштроуглог троугла ABC, докажи да је<br />

∆ABC ∆A'B'C.<br />

30. Нека су ∆ABC и ∆A'B'C' два троугла таква да је AB<br />

A'B' = AC<br />

A'C' = CD при чему су D<br />

C'D'<br />

и D' средишта дужи AB и A'B'. Докажи да је ∆ABC ∆A'B'C'.<br />

31. У унутрашњости троугла ABC дате су тачке P, Q и R као што је<br />

прика<strong>за</strong>но на слици лево. На основу датих података одреди дужине<br />

дужи PQ и PR.<br />

Б<br />

32. Полупречник кружнице опи<strong>са</strong>не око троугла ABC је R. Ако је a = BC, b = CA,<br />

h c<br />

= CC', при чему је CC' висина из C, докажи да је ab = 2Rh c<br />

.<br />

Напомена. Тачне су и једнакости bc = 2Rh a<br />

и ca = 2Rh b<br />

.<br />

33. Симетрала угла CAB троугла ABC сече страницу BC у тачки D. Права која<br />

<strong>са</strong>држи D и паралелна је <strong>са</strong> AC сече страницу AB у E. Права која <strong>са</strong>држи E и<br />

паралелна је <strong>са</strong> BC сече AC у F. Докажи да је EA ≅ FC.<br />

240<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Сличност<br />

Примене ставова сличности<br />

34. Дате су дужи a и g, при чему је a ≥ g. Конструиши дужи x и y тако да a буде<br />

њихова аритметичка средина, а g геометријска.<br />

A<br />

35. Докажи да је од две тетиве кружнице већа она која је ближа центру.<br />

36. Дате су две дужи a и b, при чему је a > b. Конструиши дужи √a 2 + b 2 и √a 2 – b 2 .<br />

37. Дата је дуж a. Конструиши дужи √2a, √3a, √5a.<br />

38. Нека је D пресек хипотенузе AB и симетрале правог угла у темену C правоуглог<br />

троугла ABC и нека су E и F подножја нормала из D на катете CA и CB. Докажи<br />

да је четвороугао CEDF квадрат и одреди страницу тог квадрата у <strong>за</strong>висности<br />

од катета CB = a и CA = b.<br />

Б<br />

39. У тачки T кружнице k(O, r) конструи<strong>са</strong>на је тангента t. Ако су a и b било које<br />

две паралелне тангенте на k(O, r) које секу t у тачкама A и B, докажи да је<br />

TA ∙ TB = r 2 .<br />

40. Нека је c најдужа страница ∆ABC.<br />

1) Ако је ∆ABC оштроугли, докажи да је c 2 < a 2 + b 2 .<br />

2) Ако је ∆ABC тупоугли, докажи да је c 2 > a 2 + b 2 .<br />

41. Нека су a, b и c дужине страница BC, CA и AB троугла ABC, а t a<br />

, t b<br />

и t c<br />

дужине<br />

тежишних дужи AA', BB' и CC'. Докажи да је t a<br />

= 1 2 √2b2 + 2c 2 – a 2 ,<br />

t b<br />

= 1 2 √2c2 + 2a 2 – b 2 , t c<br />

= 1 2 √2a2 + 2b 2 – c 2 .<br />

42. У равни правоугаоника ABCD дата је тачка M. Докажи да је<br />

MA 2 + MC 2 = MB 2 + MD 2 .<br />

Упутство. Примени претходни <strong>за</strong>датак.<br />

43. Изрази дужине страница троугла ABC у <strong>за</strong>висности од дужина њених<br />

тежишних линија.<br />

44. Докажи да је троугао ABC правоугли (<strong>са</strong> хипотенузом c) акко је t a<br />

2<br />

+ t b<br />

2<br />

= 5t c2<br />

.<br />

45. Ако је H ортоцентар троугла ABC, a A', B' и C' подножја висина из темена A, B и<br />

C, докажи да је HA ∙ HA' = HB ∙ HB' = HC ∙ HC'.<br />

46. Конструиши кружницу k која <strong>са</strong>држи две различите дате тачке A и B и<br />

додирује дату праву t.<br />

Упутство. Разликуј случајеве када је AB || t и када се праве AB и t секу.<br />

47. Дате су праве c и t и тачка A. Конструиши кружницу k која <strong>са</strong>држи тачку A и<br />

додирује дату праву t тако да њен центар припада датој правој c.<br />

В<br />

48. Ако је P тачка која припада спољашњости кружнице k(O,r), докажи да је<br />

потенција ове тачке у односу на дату кружницу једнака PO 2 – r 2 .<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

241


8<br />

1<br />

2 57648 9<br />

49. Дата je дуж AB. Докажи да је AZ : ZB = AB : AZ,<br />

ако је Z тачка дужи AB конструи<strong>са</strong>на<br />

на слици десно.<br />

Напомена: Подела дужи таква да је однос<br />

већег према мањем делу једнак односу целе<br />

дужи према већем делу назива се подела по<br />

златном пресеку.<br />

50. Угао при врху C једнакокраког троугла ABC је 36°. Симетрала угла ABC сече<br />

крак AC у тачки D. Докажи да тачка D дели крак AC по златном пресеку, при<br />

чему је дужи одсечак подударан основици.<br />

Птоломејева теорема<br />

51. У дату кружницу k(O, R) упиши правилан:<br />

1) десетоугао; 2) петоугао.<br />

52. Докажи да је производ дијагонала тетивног четвороугла једнак збиру<br />

производа наспрамних страница. (Другим речима, ако је ABCD тетивни<br />

четвороугао, онда је AC ∙ BD = AB ∙ CD + BC ∙ DA.)<br />

Упутство. Уочи тачку E на дијагонали AC тако да је ADE ≅ BDC. Докажи<br />

<strong>за</strong>тим да је ∆ADE ∆BDC и ∆CDE ∆BDA.<br />

242<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


ЛИНЕАРНЕ ЈЕДНАЧИНЕ,<br />

НЕЈЕДНАЧИНЕ И СИСТЕМИ<br />

Линеарни изрази и једначине правих (244)<br />

А Линеарни изрази и линеарна <strong>за</strong>висност величина; графичко<br />

представљање линеарне <strong>за</strong>висности; једначине правих (244)<br />

Линеарне једначине <strong>са</strong> једном непознатом (248)<br />

А Еквивалентне трансформације и решавање линеарних једначина<br />

<strong>са</strong> једном непознатом; примене линеарних једначина; решавање<br />

једностанијих једначина које се своде на линеарне (248)<br />

В Једначине <strong>са</strong> параметрима (252)<br />

Линеарне неједначине <strong>са</strong> једном непознатом (254)<br />

А Еквивалентне трансформације и решавање линеарних неједначина<br />

<strong>са</strong> једном непознатом; примене линеарних неједначина; решавање<br />

једноставнијих неједначина које се своде на линеарне (254)<br />

Б Једначине <strong>са</strong> апсолутним вредностима (259)<br />

В Неједначине <strong>са</strong> апсолутним вредностима; неједначине <strong>са</strong> параметрима<br />

(260)<br />

Системи линеарних једначина (261)<br />

А Еквивалентне трансформације и решавање система линеарних<br />

једначина <strong>са</strong> две и више непознатих (261)<br />

В Системи линеарних једначина <strong>са</strong> параметрима (264)<br />

Линеарне функције (265)<br />

Б Основне особине линеарних функција (265)<br />

В Графици и особине функција <strong>са</strong> апсолутним вредностима (267)<br />

y = 5x + 5<br />

y<br />

16<br />

15<br />

14<br />

13<br />

12<br />

11<br />

10<br />

9<br />

8<br />

7<br />

6<br />

5<br />

4<br />

3<br />

2<br />

1<br />

–2 –1 0 1 2 x<br />

–1<br />

–2<br />

–3<br />

–4<br />

–5<br />

–6<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


A<br />

Линеарни изрази и једначине правих<br />

Директна пропорционалност, коју смо разматрали у поглављу Пропорционалност,<br />

јесте врста <strong>за</strong>висности коју описујемо изразом kx, <strong>за</strong> неку константу k и<br />

променљиву x. У овој лекцији разматраћемо једноставна уопштења директне<br />

пропорционалности.<br />

Пример 1.<br />

На дну посуде је отвор из кога истиче 0,25 l воде у минуту. Ако у почетном<br />

тренутку у посуди има 2 l воде и из отвора истиче вода, пронађимо <strong>за</strong>висност<br />

између <strong>за</strong>премине преостале воде и протеклог времена.<br />

Ако је протекло t минута од почетног<br />

тренутка, онда је <strong>за</strong> то време истекло<br />

0,25 ∙ t литара воде. Пошто је у посуди<br />

у почетном тренутку било 2 l воде, ако<br />

<strong>са</strong> V(t) означимо <strong>за</strong>премину преостале<br />

воде после t минута, онда је<br />

V(t) = 2 – 0,25 t.<br />

Приметимо да вредности V(t) имају смисла <strong>са</strong>мо ако је 0 ≤ t ≤ 8. <br />

Пример 2.<br />

Претпоставимо <strong>са</strong>да да се у суд, у који може да стане 3 l воде, улива вода<br />

равномерном брзином од 0,25 l у минуту. Ако је на почетку пуњења у суду већ<br />

било 0,5 l воде, одредимо <strong>за</strong>премину V(t) воде у посуди после t минута.<br />

Након t минута у суд ће се улити 0,25 ∙ t литара воде, што значи да је<br />

V(t) = 0,5 + 0,25t.<br />

На слици десно је дат график ове<br />

<strong>за</strong>висности. График је део праве<br />

V = 0,5 + 0,25t.<br />

Како у суд може да стане највише 3 l<br />

воде, <strong>за</strong>кључујемо да су дозвољене<br />

вредности <strong>за</strong> t у интервалу [0,10], тј. да<br />

је 0 ≤ t ≤ 10. <br />

244<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Линеарне једначине, неједначине и системи<br />

Изрази којима смо описивали <strong>за</strong>висности у претходним примерима су изрази<br />

првог степена <strong>са</strong> једном променљивом. Целе алгебарске изразе <strong>са</strong> једном<br />

променљивом чији је сређени облик првог степена називаћемо линеарним<br />

изразима.<br />

Сваки линеаран израз <strong>са</strong> променљивом x може се трансформи<strong>са</strong>ти у еквивалентан<br />

(сређен) израз облика kx + n где су k и n неке константе. Зато ћемо надаље у свим<br />

општим разматрањима подразумевати да су линеарни изрази дати у овом облику.<br />

Придев линеаран<br />

је реч латинског<br />

порекла (linearis) и<br />

описује нешто што<br />

има облик праве<br />

линије, нешто што се<br />

равномерно мења.<br />

Посебно истичемо да у општем случају нећемо ограничавати скуп дозвољених<br />

вредности <strong>за</strong> променљиву x, већ ћемо подразумевати да се променљивој x може<br />

доделити било који реалан број. Наравно, када буде било речи о практичним<br />

ситуацијама тада ћемо, ако је потребно, постављати одговарајућа ограничења (као у<br />

претходном примеру).<br />

Користећи термине који су уобичајени у применама, кажемо да величина y<br />

линеарно <strong>за</strong>виси од x ако су вредности y дефини<strong>са</strong>не линеарним изразом <strong>са</strong><br />

променљивом x, тј. ако је y = kx + n <strong>за</strong> неке константе k и n. График ове <strong>за</strong>висности<br />

је скуп свих тачака у координатном систему чије координате (x,y) <strong>за</strong>довољавају<br />

једнакост y = kx + n.<br />

Директна<br />

пропорционалност<br />

је специјалан случај<br />

линеарне <strong>за</strong>висности.<br />

Нека су k и n неке константе. Скуп свих тачака чије координате (x,y)<br />

<strong>за</strong>довољавају једнакост y = kx + n јесте права. Једнакост y = kx + n се назива<br />

једначином одговарајуће праве.<br />

теорема<br />

Зашто је график линеарне <strong>за</strong>висности права?<br />

Образложење ћемо дати уводећи неке додатне претпоставке које ће<br />

поједноставити одговор, али и поред тога, суштинске идеје дока<strong>за</strong> претходне<br />

теореме биће прика<strong>за</strong>не.<br />

Нека је y = kx, при чему је k позитивна константа. Посматрајмо скуп свих<br />

тачака (x,y) таквих да је x ≥ 0 и y = kx. Очигледно, координатни почетак O(0,0)<br />

припада овом скупу тачака. Нека су A 1<br />

(x 1<br />

,y 1<br />

) и A 2<br />

(x 2<br />

,y 2<br />

) било које две тачке овог<br />

скупа које су различите од координатног почетка. Докажимо да су тачке O, A 1<br />

и A 2<br />

колинеарне, тј. да припадају једној правој. Пошто тачке A 1<br />

и A 2<br />

припадају<br />

првом квадранту, довољно је дока<strong>за</strong>ти да је xOA 1<br />

≅ xOA 2<br />

.<br />

Ако уочимо тачке X 1<br />

(x 1<br />

,0) и X 2<br />

(x 2<br />

,0) полуправе<br />

Ox, жељена подударност углова следи из<br />

сличности троуглова OX 1<br />

A 1<br />

и OX 2<br />

A 2<br />

.<br />

OX 1<br />

: X 1<br />

A 1<br />

= OX 2<br />

: X 2<br />

A 2<br />

OX 1<br />

A 1<br />

≅ OX 2<br />

A 2<br />

∆OX 1<br />

A 1<br />

∆OX 2<br />

A 2<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

245


9<br />

2<br />

1 57648 9<br />

Свака права је<br />

потпуно одређена<br />

двема својим тачкама.<br />

Да бисмо нацртали график неке линеарне <strong>за</strong>висности, довољно је наћи две тачке<br />

које му припадају, тј. наћи два пара одговарајућих величина.<br />

1.<br />

Задатак<br />

Нацртај праве чије су једначине:<br />

1) y = 2x – 1; 2) y = – 1 2 x + 3.<br />

2.<br />

Задатак<br />

Одреди једначину праве која <strong>са</strong>држи тачке<br />

A(–3,2) и B(3,–2).<br />

Истичемо неколико корисних <strong>за</strong>пажања<br />

(илустрованих на сликама десно) о правама<br />

које одређују једначине облика y = kx + n.<br />

Да бисмо поједноставили изражавање,<br />

пи<strong>са</strong>ћемо „права y = kx + n”<br />

уместо „права одређена једначином<br />

y = kx + n”. Број k називаћемо коефицијентом<br />

правца праве y = kx + n.<br />

• Права y = kx + n сече y-осу у тачки (0,n).<br />

• Праве које имају исти коефицијент правца<br />

су паралелне.<br />

• Ако је коефицијент правца праве<br />

позитиван, онда ова права <strong>за</strong>хвата оштар<br />

угао <strong>са</strong> позитивним смером x-осе.<br />

• Ако је коефицијент правца праве<br />

негативан, онда ова права <strong>за</strong>хвата туп угао<br />

<strong>са</strong> позитивним смером x-осе.<br />

• Ако је коефицијент правца праве једнак<br />

нули, онда је та права паралелна x-оси, тј.<br />

не сече је или јој је једнака. Специјално,<br />

једначина x-осе је y = 0.<br />

246<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Линеарне једначине, неједначине и системи<br />

Праве које су паралелне y-оси немају једначине облика y = kx + n.<br />

Једначине ових правих су облика<br />

x = m,<br />

где је m нека константа. Није тешко уочити да, на пример, једнакост<br />

x = 3 није облика y = kx + n, тј. да се не може добити ни <strong>за</strong> какав избор<br />

константи k и n.<br />

Са жељом да једначинама опишемо све праве рaвни, <strong>за</strong> општи<br />

облик једначине праве узимамо<br />

ax + by + c = 0,<br />

где су a, b и c неке константе, при чему константе a и b нису<br />

истовремено једнаке нули (a ≠ 0 или b ≠ 0, тј. a 2 + b 2 ≠ 0).<br />

Свака једначина облика<br />

ax + by + c = 0 (a 2 + b 2 ≠ 0)<br />

може се трансформи<strong>са</strong>ти или у једначину<br />

или у једначину<br />

y = – a b x – c , ако је b ≠ 0,<br />

b<br />

x = – c , ако је b = 0 (па мора бити a ≠ 0).<br />

a<br />

Свака права дели раван у којој се налази на две полуравни. Будући да смо<br />

једначинама опи<strong>са</strong>ли све праве у равни, поставља се питање како бисмо<br />

описивали полуравни. Општу идеју илустроваћемо у наредном примеру.<br />

Пример 3.<br />

Нека је дата права x + y – 1 = 0. Уочимо тачке A, B и C (види слику лево) једне<br />

од полуравни која је одређена датом правом. Координате (x,y) ових тачака<br />

<strong>за</strong>довољавају неједнакост x + y – 1 ≥ 0:<br />

A(–1,3): –1 + 3 – 1 = 1 ≥ 0, B(1,1): 1 + 1 – 1 = 1 ≥ 0 ...<br />

Заправо, координате свих тачака полуравни којој припадају уочене тачке<br />

<strong>за</strong>довољаваће неједнакост x + y – 1 ≥ 0, при чему једнакост важи <strong>за</strong> координате<br />

тачака које припадају датој правој.<br />

Координате тачака друге полуравни <strong>за</strong>довољавају неједнакост x + y – 1 ≤ 0.<br />

Ако посматрамо такозване отворене полуравни, тј. полуравни без граничних<br />

тачака, онда важе одговарајуће строге неједнакости. <br />

Полураван ax + by + c ≤ 0 цртамо тако што најпре нацртамо праву<br />

ax + by + c = 0, <strong>за</strong>тим и<strong>за</strong>беремо произвољну тачку P(x 0<br />

,y 0<br />

) која не припада овој правој<br />

и проверимо да ли је број ax 0<br />

+ by 0<br />

+ c позитиван или негативан. Ако је негативан,<br />

онда шрафирамо полураван којој ова тачка припада, а ако је позитиван, онда<br />

шрафирамо полураван којој тачка P не припада.<br />

Ако треба да нацртамо отворену полураван ax + by + c < 0, поступамо као у<br />

претходном случају, <strong>са</strong>мо што праву цртамо испрекиданим линијама истичући на<br />

тај начин да су тачке праве искључене.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

247


A<br />

Линеарне једначине <strong>са</strong> једном непознатом<br />

Пример 1.<br />

Подсетимо се поступка решавања линеарних једначина<br />

<strong>са</strong> једном непознатом. Без навођења детаља решићемо<br />

<strong>са</strong>свим једноставну једначину: 3x + 2 = 2x + 4.<br />

3x + 2 = 2x + 4 / – 2<br />

3x + 2 – 2 = 2x + 4 – 2<br />

3x = 2x + 2 / – 2x<br />

3x – 2x = 2x + 2 – 2x<br />

x = 2<br />

Дакле, решење дате једначине је број 2. То значи да <strong>за</strong>меном<br />

непознате x бројем 2 добијамо тачну једнакост.<br />

x x<br />

3 ∙ 2 + 2 = 2 ∙ 2 + 4<br />

На маргини је дата такозвана геометријска интерпретација дате једначине: у<br />

координатном систему су нацртане праве које репрезентују леву и десну страну<br />

дате једначине. <br />

Линеарне једначине <strong>са</strong> једном непознатом су специјални случајеви једначина<br />

облика<br />

L = D,<br />

при чему су L и D изрази у којима се појављује највише једна променљива.<br />

Решити једначину општег облика L(x) = D(x) (при чему ћемо дозволити да се<br />

можда x не појављује у неком од изра<strong>за</strong> L и D) значи пронаћи све реалне бројеве<br />

тако да су вредности изра<strong>за</strong> L(x) и D(x) исте када се променљивој x додели било<br />

који од нађених бројева. Сваки број c такав да је L(c) = D(c) назива се решење дате<br />

једначине.<br />

Пример 2.<br />

Једначине могу имати једно или више решења (чак бесконачно много), а има и<br />

оних које немају решења.<br />

Једначина x 2 = x има два решења: 0 и 1.<br />

Једначина 0 ∙ x = 2 нема решења (не постоји реалан број који бисмо помножили <strong>са</strong><br />

нулом и добили резултат 2).<br />

Једначина x 2 = –3 такође нема решења (јер је <strong>за</strong> сваки реалан број x тачна<br />

неједнакост x 2 ≥ 0.)<br />

Једначина 0 ∙ x = 0 има бесконачно много решења – сваки реалан број је решење ове<br />

једначине.<br />

Такође, сви реални бројеви су решења једначине x + 2 = 2 + x. <br />

248<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Линеарне једначине, неједначине и системи<br />

Две једначине су еквиваленте ако имају исти скуп решења. Ако су једначине<br />

L(x) = D(x) и L 1<br />

(x) = D 1<br />

(x) еквивалентне, онда je <strong>за</strong> сваки реалан број x тачна<br />

еквиваленција<br />

L(x) = D(x) L 1<br />

(x) = D 1<br />

(x).<br />

Поступак решавања једначина <strong>за</strong>снован је на такозваним еквивалентним<br />

трансформацијама којима се једначине преводе у еквивалентне једначине<br />

једноставнијег облика.<br />

Еквивалентне<br />

трансформације<br />

Ако су L(x) и D(x) цели алгебарски изрази, основне еквивалентнe<br />

трансформације базиране су на следећим oчигледним тврђењима.<br />

1. Једначине L(x) = D(x) и D(x) = L(x) су еквивалентне.<br />

2. Ако је L 1<br />

(x) цео алгебарски израз еквивалентан <strong>са</strong> L(x), а D 1<br />

(x) цео<br />

алгебарски израз еквивалентан <strong>са</strong> D(x), онда су једначине L(x) = D(x) и<br />

L 1<br />

(x) = D 1<br />

(x) еквивалентне.<br />

3. Ако је A(x) било који цео алгебарски израз, онда су једначине L(x) = D(x) и<br />

L(x) + A(x) = D(x) + A(x) еквивалентне.<br />

4. Ако је c било који реалан број различит од нуле, онда су једначине<br />

L(x) = D(x) и c ∙ L(x) = c ∙ D(x) еквивалентне.<br />

Трансформацијама<br />

2 и 3 добијамо<br />

еквиваленцију:<br />

L(x) = D(x)<br />

L(x) – D(x) = 0<br />

Пример 3.<br />

Илустроваћемо примену наведених еквивалентних трансформација решавањем<br />

једначине<br />

x – 2<br />

3<br />

6 ∙<br />

+ 2x – 1<br />

6<br />

x – 2<br />

3<br />

= 3x – 3x – 1<br />

2<br />

+ 2x – 1<br />

6<br />

x – 2<br />

3<br />

= 6 ∙ 3x – 3x – 1<br />

2<br />

+ 2x – 1<br />

6<br />

= 3x – 3x – 1 .<br />

2<br />

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . [трансформација 4:<br />

L(x) = D(x) 6 ∙ L(x) = 6 ∙ D(x)]<br />

2(x – 2) + (2x – 1) = 6 ∙ 3x – 3(3x – 1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .[трансформација 2]<br />

2x – 4 + 2x – 1 = 18x – 9x + 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .[трансформација 2]<br />

4x – 5 = 9x + 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .[трансформација 2]<br />

4x – 5 – 4x = 9x + 3 – 4x . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . [трансформација 3:<br />

L(x) = D(x) L(x) – 4x = D(x) – 4x]<br />

–5 = 5x + 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .[трансформација 2]<br />

–5 – 3 = 5x + 3 – 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . [трансформација 3:<br />

L(x) = D(x) L(x) – 3 = D(x) – 3]<br />

–8 = 5x. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .[трансформација 2]<br />

5x = – 8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .[трансформација 1]<br />

1 5 ∙ 5x = 1 ∙ (–8). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . [трансформација 4:<br />

5 L(x) = D(x) 1/5 ∙ L(x) = 1/5 ∙ D(x)]<br />

x = – 8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .[трансформација 2]<br />

5<br />

Дакле, једино решење дате једначине је број – 8 5 . <br />

При решавању<br />

једначина попут<br />

ове у примеру<br />

3. примењујемо<br />

еквивалентне<br />

трансформације тако<br />

да једначину сведемо<br />

на једначину облика<br />

x = a чије решење<br />

непосредно „читамо”.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

249


9<br />

2<br />

1 57648 9<br />

У ширем смислу сваку једначину облика L(x) = D(x) која се наведеним<br />

еквивалентним трансформацијама може свести на једначину облика<br />

ax = b,<br />

где су a и b неки реални бројеви, можемо сматрати линеарном једначином.<br />

Овај облик једначине називаћемо основним обликом линеарне једначине.<br />

Нека је дата једначина ax = b, где су a и b неке реалне константе.<br />

• Ако је a ≠ 0, једначина ax = b има једно решење и то је број b a .<br />

• Ако је a = 0 и b ≠ 0, једначина ax = b нема решења.<br />

• Ако је a = 0 и b = 0, сваки реалан број је решење једначине ax = b.<br />

Примене линеарних<br />

једначина<br />

Пример 4.<br />

Руски геолози су 1970. године <strong>за</strong>почели бушење једне велике рупе на полуострву<br />

Кола. Циљ је био достићи дубину од 15 km. Међутим, због температуре која је<br />

постајала све већа <strong>са</strong> повећањем дубине, пројекат је обустављен 1994. године на<br />

дубини од 12 km.<br />

На дубини од 3 km температура је 30°C. Научници су тада открили да се 3 km<br />

испод површине температура повећава <strong>за</strong> 2,5°C на сваких 100 m дубине.<br />

На колико километара дубине је температура 200°C?<br />

Означимо <strong>са</strong> x мерни број дубине изражене у километрима. Приметимо да се<br />

<strong>за</strong>конитост коју су научници открили односи на дубине веће од 3 km (и да ће<br />

очигледно бити x > 3). Пораст температуре од 2,5°C бележи се на сваких 100<br />

метара, а пошто један километар има 10 пута по 100 метара, добијамо следећу везу<br />

између дубине од x km, која није мања од 3 km, и температуре T на тој дубини:<br />

T = 30 + 2,5 ∙ 10 ∙ (x – 3).<br />

Дакле, да бисмо одговорили на постављено питање, треба решити једначину:<br />

200 = 30 + 2,5 ∙ 10 ∙ (x – 3).<br />

30 + 25(x – 3) = 200<br />

30 + 25x – 75 = 200<br />

25x – 45 = 200<br />

25x = 245<br />

x = 9,8<br />

Одговор: на дубини од 9,8 km температура је 200°C. <br />

1. Задатак<br />

Загарантована плата продавца је 32 750 динара. Међутим, ако током месеца прода<br />

робу у вредности од преко 100 000 динара, добија 8% на разлику између остварене<br />

суме и 100 000 динара. Колика је вредност робе коју продавац треба да прода<br />

током једног месеца да би примио плату од 50 000 динара?<br />

250<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Линеарне једначине, неједначине и системи<br />

Применом еквиваленције<br />

A(x) ∙ B(x) = 0 A(x) = 0B(x) = 0,<br />

решавање неких једначина које нису линеарне можемо свести на решавање две<br />

линеарне једначине.<br />

Једначине које се своде<br />

на линеарне<br />

Пример 5.<br />

Решимо једначину (2x – 1)(4x + 5) = 0.<br />

(2x – 1)(4x + 5) = 0<br />

2x – 1 = 04x + 5 = 0 x = 1 2 x = – 5 4<br />

Дакле, дата једначина има два решења – то су бројеви 1 2 и – 5 4 . <br />

Пример 6.<br />

Решимо једначину (x – 1)(x – 5) = 2(x – 1)(x – 3).<br />

(x – 1)(x – 5) = 2(x – 1)(x – 3)<br />

(x – 1)(x – 5) – 2(x – 1)(x – 3) = 0<br />

(x – 1)(x – 5 – 2(x – 3)) = 0<br />

(x – 1)(x – 5 – 2x + 6) = 0<br />

(x – 1)(– x + 1) = 0<br />

x – 1 = 0 – x + 1 = 0 x = 1x = 1 x = 1<br />

Дакле, дата једначина има једно решење – то је број 1. <br />

Приметимо да<br />

се једначина из<br />

примера 6. не сме<br />

„поделити” <strong>са</strong> x – 1.<br />

Зашто?<br />

Еквиваленција<br />

A(x)<br />

= 0 A(x) = 0B(x) ≠ 0<br />

B(x)<br />

се користи приликом решавања једначине која је „<strong>са</strong>стављена” од рационалних<br />

алгебарских изра<strong>за</strong>.<br />

Пример 7.<br />

Решимо једначину 1 – 1 x = 2<br />

x 2 – x – 2<br />

x – 1 .<br />

1 – 1 x = 2<br />

x 2 – x – 2<br />

x – 1 x – 1<br />

x<br />

(x – 1)2 – 2 + 2x<br />

x(x – 1)<br />

= 0 x2 – 2x + 1 – 2 + 2x<br />

x(x – 1)<br />

2<br />

–<br />

x(x – 1) + 2<br />

x – 1 = 0<br />

x<br />

<br />

2 – 1<br />

x(x – 1) = 0<br />

x 2 – 1 = 0x(x – 1) ≠ 0<br />

(x – 1)(x + 1) = 0x ≠ 0x ≠ 1<br />

(x – 1 = 0x + 1 = 0)x ≠ 0x ≠ 1<br />

(x = 1x = –1)x ≠ 0x ≠ 1<br />

(x = 1x ≠ 0x ≠ 1)(x = –1x ≠ 0x ≠ 1)<br />

⊥(x = –1x ≠ 0x ≠ 1) x = –1<br />

Дакле, једино решење дате једначине је број – 1. <br />

= 0<br />

ab = 0 a = 0b = 0<br />

ab ≠ 0 a ≠ 0b ≠ 0<br />

(pq)r (pr)(qr)<br />

⊥p p<br />

Пошто је тачна<br />

импликација<br />

x = –1 x ≠ 0x ≠ 1,<br />

имамо да је<br />

x = –1x ≠ 0x ≠ 1 <br />

x = –1<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

251


В<br />

Једначине <strong>са</strong><br />

параметрима<br />

λx = x + 2<br />

2x = x + 2<br />

–3x = x + 2<br />

– 1 2 x = x + 2<br />

–x = x + 2<br />

x = x + 2<br />

⋮<br />

Једначине <strong>са</strong> параметрима описују скуп једначина истог облика. На страни 250<br />

већ смо разматрали једну једначину <strong>са</strong> параметрима. Реч је о једначини ax = b у<br />

којој је x непозната, а a и b неке реалне константе. У теореми коју смо истакли<br />

на тој страни одређена су решења ове једначине при чему a и b нису били неки<br />

конкретни бројеви, већ су третирани као произвољни бројеви који <strong>за</strong>довољавају<br />

одређене услове.<br />

Имали смо три случаја која ћемо поновити:<br />

• ако је a ≠ 0, једначина ax = b има једно решење и то је број b a ;<br />

• ако је a = 0 и b ≠ 0, једначина ax = b нема решења;<br />

• ако је a = 0 и b = 0, сваки реалан број је решење једначине ax = b.<br />

Слична анали<strong>за</strong> се спроводи приликом разматрања линеарних једначина<br />

неког другог облика у којима се поред непознате појављују и слова – такозвани<br />

параметри, који могу узимати произвољне реалне вредности. Ако се параметрима<br />

доделе конкретне вредности, једначина <strong>са</strong> параметрима постаје „обична”<br />

једначина.<br />

Пример 8.<br />

Решимо једначину λx = x + 2 у којој је λ реалан параметар.<br />

Пре тога размотримо геометријску интерпретацију<br />

дате једначине.<br />

На слици десно је нацртана права y = x + 2 која<br />

одговара изразу <strong>са</strong> десне стране једначине, као и<br />

праве y = λx <strong>за</strong> разне вредности параметра λ<br />

(y = 2x, y = 3x, y = – 3x, y = – 2x итд.). Ове праве<br />

репрезентују леву страну једначине.<br />

Није тешко приметити да ће права y = x + 2 имати<br />

<strong>за</strong>једничких тачака <strong>са</strong> свим правама облика y = λx<br />

ако је λ ≠ 1. Насупрот томе, праве y = x + 2 и y = x<br />

немају <strong>за</strong>једничких тачака. Одавде <strong>за</strong>кључујемо да<br />

ће дата једначина имати јединствено решење ако је<br />

λ ≠ 1, a зa λ = 1 неће имати решења.<br />

До истог <strong>за</strong>кључка долазимо анализирајући дату једначину на следећи начин. Како<br />

је<br />

λx = x + 2 (λ – 1)x = 2,<br />

разликујемо два случаја:<br />

2<br />

• ако је λ ≠ 1, онда је x = и дата једначина има јединствено решење;<br />

λ – 1<br />

• ако је λ = 1, дата једначина се своди на 0 ∙ x = 2, па <strong>за</strong>кључујемо да нема решења.<br />

252<br />

Ова два <strong>за</strong>кључка представљају потпуно решење дате једначине <strong>са</strong> параметрима. <br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Линеарне једначине, неједначине и системи<br />

На једначине <strong>са</strong> параметрима често наилазимо приликом решавања <strong><strong>за</strong>датака</strong><br />

применом формула које повезују неколико величина. На пример, позната је<br />

формула<br />

v = v 0<br />

+ at<br />

која даје везу између почетне брзине v 0<br />

, убр<strong>за</strong>ња a и брзине v након времена t, при<br />

равномерно убр<strong>за</strong>ном кретању када су вектори почетне брзине и убр<strong>за</strong>ња истог<br />

смера.<br />

Ову формулу користимо у свим ситуацијама када су нам познате вредности<br />

неке три величине које се појављују у формули. Тада из дате формуле одређујемо<br />

непознату величину тако што је „изразимо у функцији осталих”, тј. користимо<br />

једну од формула:<br />

v 0<br />

= v – at, a = v – v 0<br />

или t = v – v 0<br />

t<br />

a .<br />

Прецизније, у датој формули једно слово проглашавамо <strong>за</strong> непознату, док остала<br />

схватамо као параметре. „Изразити једну променљиву у функцији осталих” значи<br />

решити једначину у којој је та променљива непозната, а остале су параметри.<br />

2. Задатак<br />

Фигура на слици десно <strong>са</strong>стављена је од<br />

правоугаоника и трапе<strong>за</strong>.<br />

Ве<strong>за</strong> између површине P и дужина a, b, c, h дата је <strong>са</strong><br />

P = ac + a + b ∙ h.<br />

2<br />

Реши ову формулу:<br />

1) по a; 2) по b; 3) по h; 4) по c.<br />

Пример 9.<br />

Решимо једначину xy = x + 2y:<br />

1) по x ако је y реалан параметар;<br />

2) по y ако је x реалан параметар.<br />

1) Дата једначина је еквивалентна <strong>са</strong> (y – 1)x = 2y, па разликујемо два случаја.<br />

1. случај: y ≠ 1. У овом случају једначина (по x) има јединствено решење:<br />

2y<br />

x =<br />

y – 1 .<br />

2. случај: y = 1. Тада дата једначина постаје 0 ∙ x = 2 и нема решења.<br />

2) Дата једначина је еквивалентна <strong>са</strong> (x – 2)y = x. И овога пута имамо два случаја.<br />

1. случај: x ≠ 2. У овом случају једначина (по y) има јединствено решење:<br />

x<br />

y =<br />

x – 2 .<br />

2. случај: x = 2. Тада дата једначина постаје 0 ∙ y = 2 и нема решења. <br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

253


А<br />

Линеарне неједначине <strong>са</strong> једном непознатом<br />

Пример 1.<br />

Подсетимо се решавања и геометријског приказивања скупа решења следећих<br />

једноставних линеарних неједначина.<br />

2x + 3 > x + 2 / – x x ≤ 2x + 1 / – 2x<br />

2x + 3 – x > x + 2 – x<br />

x – 2x ≤ 2x + 1 – 2x<br />

x + 3 > 2 / – 3 –x ≤ 1 / ∙ (–1)<br />

x + 3 – 3 > 2 – 3 x ≥ –1<br />

x > –1<br />

x [–1, +∞)<br />

x (–1, +∞)<br />

(–1, +∞) [–1, +∞)<br />

Ако је c < 0, онда су <strong>за</strong><br />

произвољне реалне<br />

бројеве x и y тачне<br />

импликације:<br />

x < y cx > cy,<br />

x > y cx < cy,<br />

x ≤ y cx ≥ cy,<br />

x ≥ y cx ≤ cy.<br />

5 > 2x + 1 / – 1 x – 1 ≤ / ∙ 4<br />

5 – 1 > 2x + 1 – 1 4x – 4 ≤ x – 3 / – x<br />

4 > 2x / : 2 3x – 4 ≤ – 3 / + 4<br />

2 > x 3x ≤ 1 / : 3<br />

x < 2<br />

x ≤<br />

x (–∞, 2) x –∞, 1 3<br />

(–∞, 2)<br />

–∞, 1 3<br />

Скупови решења датих неједначина су такозвани неограничени интервали које<br />

смо дефини<strong>са</strong>ли на страни 69. Према тим дефиницијама је:<br />

x ≥ a x [a, +∞)<br />

x > a x (a, +∞)<br />

x ≤ a x (–∞, a]<br />

x < a x (–∞, a). <br />

Пример 2.<br />

Скуп решења неке неједначине може бити и пра<strong>за</strong>н. Рецимо, неједначина<br />

x + 2 < x + 1 нема решења.<br />

Насупрот томе, сваки реалан број је решење неједначине x + 2 > x + 1, тј. скуп<br />

свих решења ове неједначине јесте скуп свих реалних бројева R који понекада<br />

означавамо и као интервал (–∞, +∞). <br />

254<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Линеарне једначине, неједначине и системи<br />

Поступак решавања неједначина је <strong>за</strong>снован на примени еквивалентних<br />

трансформација које неједначине преводе у неједначине <strong>са</strong> истим скупом решења.<br />

Ако су L(x) и D(x) цели алгебарски изрази, основне еквивалентнe<br />

трансформације неједначина базиране су на следећим тврђењима.<br />

1. L(x) ≤ D(x) D(x) ≥ L(x) L(x) ≥ D(x) D(x) ≤ L(x)<br />

L(x) < D(x) D(x) > L(x) L(x) > D(x) D(x) < L(x)<br />

2. Ако је L 1<br />

(x) цео алгебарски израз еквивалентан <strong>са</strong> L(x), а D 1<br />

(x) цео<br />

алгебарски израз еквивалентан <strong>са</strong> D(x), онда je<br />

L(x) ≤ D(x) L 1<br />

(x) ≤ D 1<br />

(x), L(x) ≥ D(x) L 1<br />

(x) ≥ D 1<br />

(x),<br />

L(x) < D(x) L 1<br />

(x) < D 1<br />

(x), L(x) > D(x) L 1<br />

(x) > D 1<br />

(x).<br />

3. Ако је A(x) било који цео алгебарски израз, онда je<br />

L(x) ≤ D(x) L(x) + A(x) ≤ D(x) + A(x),<br />

L(x) ≥ D(x) L(x) + A(x) ≥ D(x) + A(x),<br />

L(x) < D(x) L(x) + A(x) < D(x) + A(x),<br />

L(x) > D(x) L(x) + A(x) > D(x) + A(x).<br />

4. Ако је c било који позитиван реалан број, онда је<br />

L(x) ≤ D(x) c ∙ L(x) ≤ c ∙ D(x), L(x) ≥ D(x) c ∙ L(x) ≥ c ∙ D(x),<br />

L(x) < D(x) c ∙ L(x) < c ∙ D(x), L(x) > D(x) c ∙ L(x) > c ∙ D(x).<br />

5. Ако је c било који негативан реалан број, онда је<br />

L(x) ≤ D(x) c ∙ L(x) ≥ c ∙ D(x), L(x) ≥ D(x) c ∙ L(x) ≤ c ∙ D(x),<br />

L(x) < D(x) c ∙ L(x) > c ∙ D(x), L(x) > D(x) c ∙ L(x) < c ∙ D(x).<br />

Сваку неједначину која се наведеним еквивалентним трансформацијама може<br />

свести на неједначину једног од облика<br />

ax ≤ b, ax ≥ b, ax < b или ax > b<br />

где су a и b неки реални бројеви, називаћемо линеарном неједначином.<br />

Пример 3.<br />

На сликама испод, у координатном систему интерпретиране су неједначине<br />

– 1 2 x + 1 < 0, – 1 2 x + 1 > 0 и 1 2 x – 2 < – 1 2 x + 1. <br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

255


9<br />

2<br />

1 57648 9<br />

Пример 4.<br />

Одредимо све реалне бројеве x такве да је 1 < 3 – 2x ≤ 3.<br />

Потребно је најпре решити две линеарне неједначине:<br />

1 < 3 – 2x и 3 – 2x ≤ 3.<br />

1 < 3 – 2x / – 3 3 – 2x ≤ 3 / – 3<br />

–2 < – 2x / ∙ – 1 2<br />

–2x ≤ 0 / ∙ – 1 2<br />

1 > x x ≥ 0<br />

x (–∞, 1)<br />

x [0, +∞)<br />

Како се траже сви реални бројеви који <strong>за</strong>довољавају и једну и другу<br />

неједнакост, скуп свих таквих бројева биће пресек скупова решења<br />

ове две неједначине, тј. скуп:<br />

(–∞, 1)[0, +∞) = [0, 1).<br />

На слици десно, у координатном систему, прика<strong>за</strong>на је<br />

интерпретација неједначина 1 < 3 – 2x ≤ 3. <br />

1. Задатак<br />

Са слике десно „прочитај” решења следећих неједначина:<br />

1) –1≤ 3x + 1<br />

2<br />

< 2; 2) 3x + 1<br />

2<br />

≤ – x – 2; 3) –x – 2 < 3x + 1 .<br />

2<br />

Пример 5.<br />

Маја је решила да током свог боравка у Грчкој изнајми<br />

аутомобил на недељу дана. Посетила је две агенције које<br />

пружају ове услуге (рентакар агенције). Агенција А изнајмљује<br />

аутомобил по цени од 99 € <strong>за</strong> недељу дана, уз доплату од 11<br />

центи по сваком пређеном километру преко 100 km. Агенција<br />

Б изнајмљује аутомобил по цени од 75 € <strong>за</strong> недељу дана плус 15<br />

центи по сваком пређеном километру преко 150 km.<br />

Испитајмо која агенција нуди повољније услове.<br />

Уколико Маја не планира да пређе више од 150 km, агенција Б је очигледно<br />

повољнија.<br />

Да ли је у неким случајевима агенција А повољнија?<br />

Претпоставимо да ће Маја прећи укупно x километара. Агенцији А тада треба да<br />

плати 99 + (x – 100) ∙ 0,11 евра, а агенцији Б суму од 75 + (x – 150) ∙ 0,15 евра.<br />

Одговор на постављено питање добијамо ако решимо неједначину<br />

99 + (x – 100) ∙ 0,11 < 75 + (x – 150) ∙ 0,15.<br />

Ова неједначина се познатим трансформацијама своди на<br />

99 + 0,11x – 11 < 75 + 0,15x – 22,5, тј. на 0,04x > 35,5.<br />

Дакле, x > 887,5.<br />

На основу решења постављене неједначине <strong>за</strong>кључујемо да, уколико Маја планира<br />

да пређе више од 887,5 km, боље је да изнајми ауто код агенције А. За дестинације<br />

краће од 887,5 km, повољнија је агенција Б. <br />

256<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Линеарне једначине, неједначине и системи<br />

У наредним примерима илустроваћемо како се решавање одређених типова<br />

неједначина које нису линеарне може свести на решавање неколико линеарних<br />

неједначина.<br />

Неједначине које се<br />

своде на линеарне<br />

Пример 6.<br />

Решимо неједначину (2 – x) ∙ (3 + x) < 0.<br />

Производ два реална броја је негативан ако и <strong>са</strong>мо ако су ти бројеви различитог<br />

знака, тј. <strong>за</strong> свака два реална броја a и b тачна је еквиваленција<br />

a ∙ b < 0 (a < 0b > 0)(a > 0b < 0).<br />

Применом ове еквиваленције решавање дате неједначине сводимо на решавање<br />

неколико линеарних неједначина.<br />

(2 – x) ∙ (3 + x) < 0 (2 – x < 03 + x > 0)(2 – x > 03 + x < 0)<br />

(x > 2x > –3)(x < 2x < –3)<br />

(x (2, +∞)x (–3, +∞))(x (–∞, 2)x (–∞, –3))<br />

x (2, +∞) (–3, +∞)x (–∞, 2) (–∞, –3)<br />

x Ax B x A B<br />

x Ax B x A B<br />

x (2, +∞)x (–∞, –3)<br />

x (–∞, –3) (2, +∞)<br />

Уместо ове „логичке анализе” дату неједначину можемо решавати и формирањем<br />

шеме у којој се наводе знаци изра<strong>за</strong> 2 – x и 3 + x у <strong>за</strong>висности од x.<br />

3 + x < 0<br />

⇕<br />

x < –3<br />

2 – x > 0<br />

⇕<br />

x < 2<br />

2 – x < 0<br />

⇕<br />

x > 2<br />

3 + x > 0<br />

⇕<br />

x > –3<br />

2 – x<br />

3 + x<br />

(2 – x)(3 + x)<br />

На основу прика<strong>за</strong>не шеме <strong>за</strong>кључујемо да ће израз (2 – x) ∙ (3 + x) бити негативан<br />

ако и <strong>са</strong>мо ако<br />

x (–∞, –3) (2, +∞).<br />

Осим тога, на основу дате шеме <strong>за</strong>кључујемо и да је:<br />

• (2 – x) ∙ (3 + x) > 0 x (–3, 2),<br />

• (2 – x) ∙ (3 + x) ≤ 0 x (–∞, –3] [2, +∞),<br />

• (2 – x) ∙ (3 + x) ≥ 0 x [–3, 2]. <br />

2. Задатак<br />

Реши неједначину (3 – 2x)(2x – 3) ≥ 0.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

257


9<br />

2<br />

1 57648 9<br />

2 – x<br />

3 + x<br />

2 – x<br />

3 + x<br />

Пример 7.<br />

Решимо нејeдначину 2 – x<br />

3 + x ≤ 0.<br />

Да бисмо решили ову неједначину, образоваћемо шему налик<br />

оној из претходног примера, с тим што ћемо, у овом случају,<br />

број –3 прецртати, будући да се он не сме наћи у скупу решења.<br />

Скуп решења дате неједначине је (–∞, –3) [2, +∞).<br />

Приметимо и да је<br />

2 – x<br />

3 + x ≥ 0 x (–3, 2]; 2 – x<br />

3 + x < 0 x (–∞, –3) (2, +∞); 2 – x<br />

> 0 x (–3, 2).<br />

3 + x<br />

Наравно, дату неједначину смо могли да решавамо и помоћу следеће еквиваленције:<br />

2 – x<br />

≤ 0 (2 – x ≤ 03 + x > 0)(2 – x ≥ 03 + x < 0). <br />

3 + x<br />

Пример 8.<br />

Решимо следеће неједначинe<br />

(3 – x)(3x – 1) (3 – x)(3x – 1) (3 – x)(3x – 1) (3 – x)(3x – 1)<br />

1) < 0; 2) ≤ 0; 3) > 0; 4)<br />

(x + 3)(2 + 3x) (x + 3)(2 + 3x) (x + 3)(2 + 3x) (x + 3)(2 + 3x) ≥ 0.<br />

Да бисмо решили дате неједначине, формираћемо шему попут оних из претходна<br />

два примера.<br />

3 – x<br />

3x – 1<br />

x + 3<br />

2 + 3x<br />

(3 – x)(3x – 1)<br />

(x + 3)(2 + 3x)<br />

Из ове шеме непосредно „очитавамо” скупове решења датих неједначина.<br />

(3 – x)(3x – 1)<br />

(x + 3)(2 + 3x) < 0 x (–∞, –3) – 2 3 , 1 (3, +∞)<br />

3<br />

(3 – x)(3x – 1)<br />

(x + 3)(2 + 3x) ≤ 0 x (–∞, –3) – 2 3 , 1 3<br />

(3 – x)(3x – 1)<br />

(x + 3)(2 + 3x) > 0 x – 3, – 2 3 1 3 , 3<br />

(3 – x)(3x – 1)<br />

(x + 3)(2 + 3x) ≥ 0 x – 3, – 2 3 1 3 , 3 <br />

[3, +∞)<br />

258<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Б<br />

Једначине у којима се појављују апсолутне вредности решaвамо тако што се најпре<br />

ослобађамо апсолутне вредности помоћу следеће еквиваленције:<br />

1. случај 2. случај<br />

1) 2 – |x + 1| = – 1 2 x,<br />

|A(x)| = B(x) (A(x) ≥ 0A(x) = B(x))(A(x) < 0 – A(x) = B(x)).<br />

Слично поступамо <strong>са</strong> неједначинама.<br />

Пример 9.<br />

Решимо две једначине <strong>са</strong> апсолутним вредностима:<br />

1. случај: x + 1 ≥ 0, тј. x ≥ – 1. Тада је<br />

|x + 1| = x + 1, па имамо да је<br />

2 – (x + 1) = – 1 2 x,<br />

одакле је x = 2. Пошто број 2<br />

<strong>за</strong>довољава услов x ≥ –1, овај број<br />

јесте решење дате једначине.<br />

2) 2 – |x + 1| = – 1 4 x + 3.<br />

1. случај: x + 1 ≥ 0, тј. x ≥ –1. Тада је<br />

2 – (x + 1) = – 1 4 x + 3,<br />

одакле је x = – 8 3 . Пошто број – 8 3 не<br />

<strong>за</strong>довољава услов x ≥ –1, овај број није<br />

решење дате једначине.<br />

Једначине <strong>са</strong><br />

апсолутним<br />

вредностима<br />

Апсолутну вредност<br />

броја смо дефини<strong>са</strong>ли<br />

на страни 74. Запис<br />

који се при томе<br />

користи<br />

x, x ≥ 0,<br />

|x| =<br />

– x, x < 0,<br />

читамо и схватамо на<br />

следећи начин:<br />

• ако је x ≥ 0, онда је<br />

|x| = x,<br />

• ако је x < 0, онда је<br />

|x| = – x.<br />

2. случај: x + 1 < 0, тј. x < –1. Тада је<br />

|x + 1| = –(x + 1), па имамо да је<br />

2 – (–(x + 1)) = – 1 2 x,<br />

одакле је x = –2. Пошто број –2<br />

<strong>за</strong>довољава услов x < –1, и овај број<br />

јесте решење дате једначине.<br />

Дакле, дата једначина има два решења:<br />

2 и –2.<br />

2. случај: x + 1 < 0, тј. x < –1. Тада је<br />

2 – (–(x + 1)) = – 1 4 x + 3,<br />

одакле је x = 0. Пошто број 0 не<br />

<strong>за</strong>довољава услов x < –1, ни овај број<br />

није решење дате једначине.<br />

Дакле, дата једначина нема решења. <br />

Пример 10.<br />

Решимо једначину |x – 1| + |x| = 1.<br />

У овом случају треба разматрати истовремено знак два изра<strong>за</strong>, x – 1 и x, па је <strong>за</strong>то<br />

погодно формирати шему налик онима из примера 6, 7 и 8.<br />

1. случај: x < 0. Тада је |x – 1| = –(x – 1) и |x| = –x, па дата једначина постаје<br />

–x + 1 – x = 1. Решење ове једначине је број 0 који у овом случају одбацујемо јер не<br />

<strong>за</strong>довољава услов x < 0.<br />

2. случај: 0 ≤ x < 1. Тада је |x – 1| = –(x – 1) и |x| = x, па дата једначина постаје<br />

–x + 1 + x = 1. Пошто се у овом случају дата једначина своди на тачну једнакост,<br />

њена решења су сви бројеви x који <strong>за</strong>довољавају услов 0 ≤ x < 1; дакле сви бројеви<br />

из [0,1).<br />

3 случај: 1 ≤ x. Сада је |x – 1| = x – 1 и |x| = x, па дата једначина постаје x – 1 + x = 1.<br />

Решење ове једначине је број 1. Пошто број 1 <strong>за</strong>довољава услов x ≥ 1, он је решење<br />

и полазне једначине.<br />

x – 1<br />

x<br />

Дакле, скуп решења дате једначине је [0,1) {1} = [0,1]. <br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

259


В<br />

Неједначине<br />

<strong>са</strong> апсолутним<br />

вредностима<br />

Пример 11.<br />

Решимо неједначину |x – 1| + |x| + |x + 1| > 5.<br />

1. случај: x < – 1, тј. x (–∞, –1).<br />

Дата неједначина се своди на неједначину<br />

–x + 1 – x – x – 1 > 5<br />

која је еквивалентна <strong>са</strong> x < – 5 3 , тј. x –∞, – 5 3 .<br />

Дакле, сви бројеви из<br />

(–∞, –1) –∞, – 5 3 = –∞, – 5 су решења дате неједначине.<br />

3<br />

2. случај: –1 ≤ x < 0, тј. x [–1,0).<br />

Дата неједначина се своди на неједначину<br />

–x + 1 – x + x + 1 > 5<br />

која је еквивалентна <strong>са</strong> x < –3, тј. x (–∞, –3).<br />

Овај случај нам не даје решења полазне неједначине јер је<br />

[–1,0) (–∞, –3) = .<br />

3. случај: 0 ≤ x < 1, тј. x [0,1).<br />

Дата неједначина се своди на неједначину<br />

–x + 1 + x + x + 1 > 5<br />

која је еквивалентна <strong>са</strong> x > 3, тј. x (3, +∞).<br />

Као и у претходном случају и овога пута не добијамо решења полазне неједначине<br />

јер је<br />

[0,1) (3, +∞) = .<br />

4. случај: 1 ≤ x, тј. x (1, +∞).<br />

Дата неједначина се своди на неједначину<br />

x – 1 + x + x + 1 > 5<br />

која је еквивалентна <strong>са</strong> x > 5 3 , тј. x 5 3 , +∞ .<br />

Сви бројеви из<br />

(1, +∞) 5 3 , +∞ = 5 3 , +∞<br />

су решења дате неједначине.<br />

x – 1<br />

x<br />

x + 1<br />

Дакле, скуп решења дате неједначине је –∞, – 5 3<br />

5 3 , +∞ . <br />

Неједначине <strong>са</strong><br />

параметрима<br />

Пример 12.<br />

Решимо неједначину ax + 1 < x + a 2 , где је a параметар.<br />

Дата неједначина је еквивалентна <strong>са</strong><br />

(a – 1)x < (a – 1)(a + 1).<br />

У <strong>за</strong>висности од тога да ли је a – 1 позитивно, негативно или је једнако нули,<br />

разликујемо следеће случајеве.<br />

1. случај: a < 1. Тада је a – 1 < 0, па је скуп решења дате неједначине (a + 1, +∞).<br />

2. случај: a > 1. Тада је скуп решења дате неједначине (–∞, a + 1).<br />

3. случај: a = 1. У овом случају дата неједначина нема решења. <br />

260<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Системи линеарних једначина<br />

А<br />

Пример 1.<br />

Одредимо масу сваког пакета ако су у равнотежи обе ваге прика<strong>за</strong>не на слици<br />

лево. Ако <strong>са</strong> x означимо масу црвеног пакета, а <strong>са</strong> y масу плавог пакета, тада<br />

према прика<strong>за</strong>ној ситуацији добијамо две једначине <strong>са</strong> две непознате:<br />

3x = 2y + 5,<br />

x + y = 5,<br />

односно, један систем једначина.<br />

Подсећамо на две методе решавања система <strong>са</strong> којима сте се упознали у основној<br />

школи. Напомињемо да се ове две методе у суштини не разликују и обе произлазе<br />

из једне опште методе познате као Гаусова метода решавања система.<br />

Један начин решавања постављеног система назван је метода <strong>за</strong>мене. Суштина ове<br />

методе јесте у томе да се из једне једначине система „изрази” једна променљива<br />

и <strong>за</strong>мени у другој једначини, чиме та друга једначина постаје једначина <strong>са</strong> једном<br />

непознатом.<br />

Друга метода <strong>са</strong> којим сте се упознали јесте метода супротних коефицијената.<br />

Решавање система овом методом базирано је на множењу леве и десне стране<br />

једне једначине и<strong>за</strong>браним бројем различитим од нуле, као и на <strong>са</strong>бирању левих и<br />

десних страна једначина.<br />

Метода <strong>за</strong>мене<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

3x = 2y + 5<br />

x + y = 5<br />

3x = 2y + 5<br />

y = 5 – x<br />

3x = 2 ∙ (5 – x) + 5<br />

y = 5 – x<br />

3x = 10 – 2x + 5<br />

y = 5 – x<br />

5x = 15<br />

y = 5 – x<br />

x = 3<br />

y = 5 – x<br />

x = 3<br />

y = 2<br />

Метода супротних коефицијената<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

3x = 2y + 5<br />

x + y = 5<br />

3x – 2y = 5<br />

x + y = 5 / ∙ 2<br />

3x – 2y = 5<br />

2x + 2y = 10<br />

3x – 2y = 5<br />

(3x – 2y) + (2x + 2y) = 5 + 10<br />

3x – 2y = 5<br />

5x = 15<br />

3x – 2y = 5<br />

x = 3<br />

x = 3<br />

y = 2<br />

Основна идеја при<br />

решавању система <strong>са</strong><br />

две непознате јесте<br />

да се дозвољеним<br />

трансформацијама<br />

систем преведе у<br />

систем у коме једна<br />

једначина има једну<br />

непознату.<br />

Наравно, приликом решавања система једначина избор методе као и начин на<br />

који ће се и<strong>за</strong>брана метода спровести <strong>за</strong>виси од <strong>са</strong>мог система који је постављен.<br />

Вештина ефикасног решавања система стиче се једино вежбом. <br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

261


9<br />

2<br />

1 57648 9<br />

Систем две линеарне једначине <strong>са</strong> две непознате је облика<br />

a 1<br />

x + b 1<br />

y = c 1<br />

a 2<br />

x + b 2<br />

y = c 2<br />

где су a 1<br />

, b 1<br />

, c 1<br />

, a 2<br />

, b 2<br />

, c 2<br />

<strong>за</strong>дати реални бројеви (a x и y непознате). Решење система<br />

је сваки уређен пар бројева (x 0<br />

, y 0<br />

) такав да када у једначинама система x <strong>за</strong>менимо<br />

<strong>са</strong> x 0<br />

, а y <strong>са</strong> y 0<br />

добијамо тачне једнакости.<br />

Два система су еквивалентна ако је свако решење једног система уједно и решење<br />

другог.<br />

Као и у случају једначина и неједначина, решавање система је базирано на<br />

примени еквивалентних трансформација које системе преводе у једноставније<br />

еквивалентне системе. Поред еквивалентних трансформација које смо користили<br />

приликом решавања линеарних једначина, при решавању система важну улогу<br />

има и трансформација <strong>за</strong>снована на наредном тврђењу.<br />

<br />

L 1<br />

= D 1<br />

/ ∙ c +<br />

L 2<br />

= D 2<br />

L 1<br />

= D 1<br />

L 2<br />

+ c ∙ L 1<br />

= D 2<br />

+ c ∙ D 2<br />

Ако је c неки реалан број и L 1 , D 1 , L 2 , D 2 су неки изрази, онда је<br />

L 1<br />

= D 1<br />

L L 2<br />

= D 2<br />

L 1<br />

= D 1<br />

L L 2<br />

+ c ∙ L 1<br />

= D 2<br />

+ c ∙ DL 1 2 .<br />

Пример 2.<br />

Решићемо два система посебно истичући примену наведене трансформације.<br />

3x – y = 3 / ∙ 2<br />

4x + 2y = 6<br />

+ <br />

<br />

<br />

3x – y = 3<br />

(4x + 2y) + (6x – 2y) = 6 + 6<br />

3x – y = 3<br />

<br />

10x = 12<br />

3 ∙ 1,2 – y = 3<br />

x = 1,2<br />

3x – y = 3<br />

x = 1,2<br />

y = 0,6<br />

<br />

x = 1,2<br />

5x + 4y = 11<br />

2x + 3y = 10 / ∙ 5 5x + 4y = 11 / ∙ (–2)<br />

<br />

<br />

<br />

10x + 15y = 50<br />

5x + 4y = 11<br />

10x + 15y + (–10x – 8y) = 50 + (–22)<br />

5x + 4y = 11<br />

7y = 28 / : 7 5x + 4y = 11<br />

y = 4<br />

5x + 4 ∙ 4 = 11<br />

y = 4<br />

<br />

+<br />

x = –1<br />

y = 4<br />

1. Задатак<br />

Једнога дана неко је у мењачници купио 100€ и 60$ <strong>за</strong> 15 810 динара, а недуго<br />

<strong>за</strong>тим друга особа је по истом курсу купила 50€ и 120$ <strong>за</strong> 15 330 динара. Одреди<br />

продајни курс евра и продајни курс долара тога дана.<br />

<br />

262<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Линеарне једначине, неједначине и системи<br />

Може се пока<strong>за</strong>ти да је <strong>за</strong> сваки систем од две линеарне једначине <strong>са</strong> две непознате<br />

тачна једна од следеће три могућности:<br />

• систем има једно решење и тада кажемо да је он одређен,<br />

• систем има бесконачно много решења и тада кажемо да је неодређен,<br />

• систем нема решења и тада кажемо да је немогућ.<br />

Све набројане могућности илустроваћемо у наредном примеру.<br />

Пример 3.<br />

Систем<br />

x + y = 3<br />

x – y = 1<br />

има јединствено решење које чини пар (2,1).<br />

Систем<br />

x + y = 3<br />

x + y = 1<br />

је немогућ јер очигледно нема решења.<br />

Систем<br />

x + y = 3<br />

2x + 2y = 6<br />

је неодређен јер има бесконачно много решења. Дакле, друга једначина је<br />

еквивалентна првој, па се систем своди на једну једначину x + y = 3. Приметимо да<br />

није сваки пар реалних бројева решење овог систем, већ су то <strong>са</strong>мо парови облика<br />

(t,3 – t), где је t било који реалан број. <br />

Читава прича о системима две линеарне једначине <strong>са</strong> две непознате једноставно се<br />

уопштава на системе линеарних једначина <strong>са</strong> више непознатих.<br />

Системи <strong>са</strong> три<br />

непознате<br />

Пример 4.<br />

Приметите да приликом решавања следећег система три једначине <strong>са</strong> три<br />

непознате користимо исте трансформације као и у случају система две једначине<br />

<strong>са</strong> две непознате.<br />

<br />

<br />

<br />

x + y – 2z = 7 / ∙ (–2) / ∙ 3<br />

2x – 3y + z = –1<br />

– 3x + 5y + z = 0<br />

x + y – 2z = 7<br />

2x – 3y + z + (–2x – 2y + 4z) = –1 – 14<br />

– 3x + 5y + z + (3x + 3y – 6z) = 0 + 21<br />

x + y – 2z = 7<br />

– 5y + 5z = –15<br />

8y – 5z = 21<br />

x + y – 2z = 7<br />

– 2 + z = –3 <br />

y = 2<br />

<br />

x + y – 2z = 7<br />

z = –1<br />

y = 2<br />

x + y – 2z = 7<br />

– 5y + 5z = –15 / : 5<br />

3y = 6<br />

<br />

x = 3<br />

z = –1<br />

y = 2<br />

<br />

<br />

x + y – 2z = 7<br />

– y + z = –3<br />

y = 2<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

263


В<br />

Системи <strong>са</strong><br />

параметрима<br />

Пример 5.<br />

Решимо систем<br />

где је a реални параметар.<br />

ax + y = 1<br />

x + ay = 1<br />

ax + y = 1 / ∙ (–a)<br />

x + ay = 1<br />

+ <br />

ax + y = 1<br />

(1 – a 2 )x = 1 – a<br />

1. случај. Ако је a ≠ 1a ≠ –1, онда систем има јединствено решење<br />

a<br />

ax + y = 1<br />

y = 1 –<br />

x = 1 – a<br />

1 – a = 1 1 + a = 1<br />

1 + a<br />

1<br />

2 1 + a x =<br />

1 + a<br />

2. случај. Ако је a = 1, систем постаје<br />

x + y = 1<br />

x + y = 1<br />

и има бесконачно много решења: сваки пар (t,1 – t), t R јесте једно решење овог<br />

система.<br />

3. случај. Ако је a = –1, имамо да је<br />

–x + y = 1<br />

x – y = 1<br />

и овај систем нема решења. <br />

Пример 6.<br />

Решимо систем<br />

где је a реални параметар.<br />

–x + y + az = 1 / ∙ a<br />

x + ay – z = 1<br />

ax + y – z = 1<br />

–x + y + az = 1<br />

(a + 1)y + (a – 1)z = 2<br />

a(a – 1)z = a – 1<br />

<br />

–x + y + az = 1<br />

x + ay – z = 1<br />

ax + y – z = 1<br />

–x + y + az = 1<br />

(a + 1)y + (a – 1)z = 2 / ∙ (–1)<br />

(a + 1)y + (a 2 – 1)z = a + 1<br />

Навешћемо <strong>са</strong>мо коначне одговоре остављајући вам да их проверите.<br />

1. случај. Ако је a ≠ 0a ≠ – 1a ≠ 1, онда систем има јединствено решење x = 1 a ,<br />

y = 1 a , z = 1 a .<br />

264<br />

2. случај. Ако је a = 0, систем нема решења.<br />

3. случај. Ако је a = –1, систем је неодређен и има бесконачно много решења: x = t,<br />

y = t, z = –1, <strong>за</strong> сваки реалан број t.<br />

4. случај. Ако је a = 1, систем је неодређен као и у претходном случају, с тим што су<br />

овог пута решења: x = t, y = 1, z = t, <strong>за</strong> сваки реалан број t. <br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Линеарне функције<br />

Б<br />

О линеарним функцијама већ смо говорили у овој књизи:<br />

• приликом упознавања <strong>са</strong> појмом функције на странама 30–33, као пример<br />

функције над скупом реалних бројева навели смо управо линеарну функцију;<br />

• када смо на страни 116 говорили о директној пропорционалности, ослањали<br />

смо се на специјалну врсту линеарних функција;<br />

• примери линеарно <strong>за</strong>висних величина дати на странама 244–247 <strong>за</strong>право<br />

илуструју значај линеарних функција.<br />

Овом приликом ћемо систематизовати до<strong>са</strong>дашњу причу о линеарним<br />

функцијама и допунити је неким важним особинама ових функција.<br />

Функција f: R R дефини<strong>са</strong>на <strong>са</strong> f(x) = ax + b, где су a и b неки дати реални<br />

бројеви, назива се линеарна функција.<br />

дефиниција<br />

Већ смо пока<strong>за</strong>ли да је график сваке линеарне функције права.<br />

Нека је A R. Функција f: R R je:<br />

• позитивна на скупу A ако је f(x) > 0 <strong>за</strong> свако x из A,<br />

• негативна на скупу A ако је f(x) < 0 <strong>за</strong> свако x из A,<br />

• растућа на скупу A ако је <strong>за</strong> свака два броја x 1<br />

и x 2<br />

из А тачна импликација<br />

x 1<br />

< x 2<br />

f(x 1<br />

) < f(x 2<br />

),<br />

• опадајућа на скупу A ако је <strong>за</strong> свака два броја x 1<br />

и x 2<br />

из A тачна импликација<br />

x 1<br />

< x 2<br />

f(x 1<br />

) > f(x 2<br />

).<br />

дефиниција<br />

Број a је нула функције f: R R ако је f(a) = 0.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

265


9<br />

2<br />

1 57648 9<br />

Бијекције и инверзне<br />

функције дефини<strong>са</strong>не<br />

су на страни 33.<br />

Нека је функција f: R R дефини<strong>са</strong>на <strong>са</strong> f(x) = ax + b, где су a и b неки дати<br />

реални бројеви при чему је a ≠ 0.<br />

1. Функција f је бијекција (1-1 и на-функција) и њена инверзна функција је<br />

f –1 : R R дата <strong>са</strong> f –1 (x) = 1 a x – b a .<br />

2. Нула функције f је број – b a .<br />

3. Ако је a > 0, онда је<br />

3. 1. функција f растућа на R,<br />

3. 2. позитивна на интервалу – b a , +∞ и<br />

Нуле функције<br />

f: R R су решења<br />

једначине<br />

f(x) = 0.<br />

Скупове на којима<br />

је функција f: R R<br />

позитивна, односно,<br />

негативна, одређујемо<br />

решавањем<br />

неједначина:<br />

f(x) > 0 и f(x) < 0.<br />

3. 3. негативна на интервалу –∞, – b a .<br />

4. Ако је a < 0, онда је<br />

4. 1. функција f опадајућа на R,<br />

4. 2. позитивна на интервалу –∞, – b a и<br />

4. 3. негативна на интервалу – b a , +∞<br />

Пример 1.<br />

Испитајмо особине две линеарне функције чији су графици дати на претходној<br />

страни.<br />

f(x) = 1 3 x + 1<br />

g(x) = – 1 2 x + 1<br />

f –1 (x) = 3x – 3<br />

Нула функције f је број –3.<br />

Функција f је позитивна на (–3, +∞)<br />

Функција f је негативна на (–∞, –3)<br />

Функција f је растућа на R.<br />

g –1 (x) = –2x + 2<br />

Нула функције f је број 2.<br />

Функција f је позитивна на (–∞, 2)<br />

Функција f је негативна на (2, +∞)<br />

Функција f је опадајућа на R. <br />

дефиниција<br />

Функција f: R R дефини<strong>са</strong>на <strong>са</strong> f(x) = b, где је b неки дати реалан број, назива<br />

се константна функција.<br />

266<br />

Константне функције<br />

су специјални<br />

случајеви линеарних<br />

функција. График<br />

константне функције<br />

је права паралелна<br />

x-оси.<br />

Нека је функција f: R R дефини<strong>са</strong>на <strong>са</strong> f(x) = b, где је b неки дат реалан број.<br />

1. Функција f није ни 1-1 функција нити је на-функција.<br />

2. Ако је b ≠ 0, функција f нема нула.<br />

Ако је b = 0, сваки реалан број је нула функције f.<br />

3. Функција f није растућа ни на једном подскупу од R нити је опадајућа на<br />

неком подскупу од R.<br />

4. Ако је b > 0, функција f је позитивна на R.<br />

Ако је b < 0, функција f је негативна на R.<br />

Ако је b = 0, функција f није позитивна ни на једном подскупу од R нити је<br />

негативна на неком подскупу од R.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


В<br />

Пример 2.<br />

Нека је f: R R функција дефини<strong>са</strong>на <strong>са</strong> f(x) = |x|. Нацртајмо график ове функције<br />

и испитајмо њене особине.<br />

Функција апсолутне<br />

вредности<br />

График функције f образују сви уређени парови (x,|x|), x R. Према дефиницији<br />

апсолутне вредности овај скуп је унија:<br />

• скупа парова (x, x), x ≥ 0 и<br />

• скупа парова (x, –x), x < 0.<br />

Другим речима, график функције f je унија полуправе y = x, x ≥ 0 и полуправе<br />

y = –x, x < 0.<br />

|x| =<br />

x, x ≥ 0<br />

–x, x < 0<br />

Особине:<br />

1. нула функције f је број 0,<br />

2. функција f је позитивна на (–∞, 0) (0, +∞),<br />

3. функција f је растућа на [0, +∞),<br />

4. функција f је опадајућа на (–∞, 0]. <br />

Пример 3.<br />

Нацртајмо график функције f: R R дате <strong>са</strong> f(x) = 2 – |x + 1|.<br />

f(x) = 2 – |x + 1| =<br />

2 – (x + 1), x + 1 ≥ 0,<br />

2 – (–x – 1), x + 1 < 0<br />

Особине:<br />

1. Нуле функције f су бројеви –3 и 1.<br />

2. Функција f је позитивна на (–3, 1).<br />

Функција f је негативна на<br />

(–∞, –3) (1, +∞).<br />

3. Функција f је растућа на (–∞, –1].<br />

Функција f је опадајућа на [–1, +∞).<br />

=<br />

–x + 1, x ≥ –1,<br />

x + 3, x < –1.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

<br />

267


9<br />

2<br />

1 57648 9<br />

Пример 4.<br />

На слици доле лево прика<strong>за</strong>на је графичка интерпретација једначине<br />

2 – |x + 1| = – 1 x, која има два решења (–2 и 2) и једначине<br />

2<br />

2 – |x + 1| = – 1 x + 3, која нема решења. (Ове две једначине решене су у примеру 9.<br />

4<br />

на страни 259.)<br />

Са слике доле десно једноставно се очитава скуп решења неједначинa<br />

–1 < 2 – |x + 1| ≤ 1: то је скуп (–4, –2] [0, 2).<br />

<br />

Пример 5.<br />

Одредимо број решења једначине<br />

||x| – 1| = a<br />

у <strong>за</strong>висности од параметра a.<br />

Нацртаћемо најпре график y = ||x| – 1|.<br />

|x – 1|, x ≥ 0,<br />

y = ||x| – 1| =<br />

|–x – 1|, x < 0,<br />

x – 1, 1 ≤ x,<br />

– x + 1, 0 ≤ x < 1,<br />

=<br />

x + 1, – 1 ≤ x < 0,<br />

– x – 1, x < –1.<br />

268<br />

На основу графика <strong>за</strong>кључујемо:<br />

1. ако је a < 0, дата једначина нема решења (график y = ||x| – 1| нема <strong>за</strong>једничких<br />

тачака <strong>са</strong> било којом правом y = a, уколико је a < 0);<br />

2. ако је a = 0, једначина има два решења (то су бројеви –1 и 1);<br />

3. ако је 0 < a < 1, једначина има четири решења;<br />

4. ако је a = 1, једначина има три решења (то су бројеви –2, 1 и 2);<br />

5. ако је a > 1, једначина има два решења. <br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Задаци<br />

Линеарни изрази и једначине правих<br />

1. Једном килограму воде додато је x килограма раствора неке соли од 2% и y<br />

килограма раствора соли од 5%. Концентрација соли у добијеној мешавини је 4%.<br />

Одреди <strong>за</strong>висност између x и y и графички је прикажи (погледај илустрацију на<br />

маргини).<br />

2. У координатном систему нацртај праве<br />

чије су једначине:<br />

1) 2x + y – 3 = 0; 2) x + 2y – 3 = 0;<br />

3) –2x + y – 3 = 0; 4) –x + 2y – 3 = 0;<br />

5) 2x + y + 3 = 0; 6) x + 2y + 3 = 0.<br />

3. Напиши једначине правих које су прика<strong>за</strong>не на наредним сликама.<br />

Линеарне једначине, неједначине и системи<br />

Тражене праве једноставно је<br />

нацртати након попуњавања табеле.<br />

x 0<br />

y 0<br />

А<br />

4. Нацртај у координатном систему скупове тачака одређене неједнакостима:<br />

1) 2x + y – 3 ≤ 0; 2) x + 2y – 3 ≥ 0; 3) – 2x + y – 3 < 0;<br />

4) – x + 2y – 3 > 0; 5) 2x + y + 3 ≤ 0; 6) x + 2y + 3 > 0.<br />

Упутство. Најједноставније је проверити да ли координате координатног<br />

почетка (0,0) <strong>за</strong>довољавају дате неједнакости и на основу тога одредити коју<br />

полураван треба и<strong>за</strong>брати.<br />

Линеарне једначине <strong>са</strong> једном непознатом<br />

5. Реши једначине:<br />

1) 3 + 2x + 5 – x = x + 2<br />

2x + 3<br />

; 2) x – 1 + = 1 + 3x + 5 ; 3) x – 1<br />

2 3 4 6 2 + 1 – x<br />

3 = 1 + x<br />

3 ;<br />

0,8 – 0,4x<br />

4) = 4; 5) 1 – 2(1 – 2(1 – x)) = 2 – 3(2 – 3x);<br />

0,5<br />

6) 0,35(x + 0,34) – 0,15x = 0,2x – 1,66; 7) 1,73x + 0,279(x – 9) = 2,09x<br />

8) 1<br />

10<br />

9) x –<br />

7 – 4x<br />

–<br />

3<br />

3 – x – 1<br />

4<br />

3x + 13<br />

0,5<br />

= x –<br />

– 2x – 5<br />

5<br />

3 – 8 – x<br />

3<br />

2<br />

.<br />

= – 1 + 5x ;<br />

6<br />

2<br />

6. 1) Једном килограму воде додато је 2 килограма раствора неке соли од 2% и y<br />

килограма раствора соли од 5%. Концентрација соли у добијеној мешавини је<br />

4%. Коликo килограма раствора од 5% je додато?<br />

2) Једном килограму воде додато је x килограма раствора неке соли од 2% и 12<br />

килограма раствора соли од 5%. Концентрација соли у добијеној мешавини је<br />

4%. Колико килограма раствора од 2% је додато?<br />

Напомена. Погледај <strong>за</strong>датак 1 на овој страни.<br />

А<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

269


9<br />

2<br />

1 57648 9<br />

7. На обали реке се могу изнајмити моторни чамци. Сваки чамац низводно може<br />

да постигне највише брзину од 12 km/h, a узводно 8 km/h. Туриста је у<br />

7 <strong>са</strong>ти ујутру изнајмио један чамац на пет <strong>са</strong>ти. Ако жели да оде најдаље могуће<br />

узводно и да се врати у подне, у колико <strong>са</strong>ти би требало да окрене чамац и почне<br />

да се враћа (низводно)? Колико далеко ће отићи узводно од места на коме је<br />

изнајмио чамац?<br />

Напомена. Претпостављамо да се максимална брзина може постићи <strong>за</strong><br />

<strong>за</strong>немарљиво кратко време.<br />

Плацебо ефекат је<br />

ефекат побољшања<br />

здравственог стања<br />

пацијента коме се<br />

уместо правог лека<br />

даје медикамент <strong>са</strong><br />

неутралним дејством,<br />

при чему он тога није<br />

свестан.<br />

Б<br />

8. Група од триста људи <strong>са</strong> одређеним тегобама учествује у испитивању такозваног<br />

плацебо ефекта. Одређеном броју људи из ове групе дат је одговарајући лек,<br />

а преосталима је дат лажни лек (медикамент који нема никакво дејство).<br />

Наравно, нико није знао да ли је добио прави или лажни лек. Испоставило се<br />

да је двадесет посто оних који су добили прави лек рекло да не осећа никакво<br />

побољшање, док су преостали рекли да им је боље. Двадесет посто оних који су<br />

добили лажни лек потврдило је да им је боље, док су остали из ове групе рекли<br />

да не уочавају никакву промену. Ако је укупно четрдесет посто људи који су<br />

учествовали у експерименту потврдило побољшање сопственог стања, одреди<br />

колико њих је добило прави лек, а колико лажни лек.<br />

9. Реши једначине:<br />

1) (2x – 1)(3x – 1)(4x – 1) = 0; 2) x(2x – 1) = 3x(1 – 2x); 3) x + 1<br />

x + 2 = – 1;<br />

4) x + 1<br />

x – 1 – x + 2<br />

x + 3 + 4<br />

x 2 + 2x – 3 = 0; 5) 3<br />

x 2 + 2x + 1 – 1<br />

x 3 + 2x 2 + x = 2<br />

x 2 + x ;<br />

6) 2x + 1<br />

x + 2 – x – 1<br />

x 2 – 4 = 4 + x<br />

2 + x – x + 3 ; 7) = 3; 8) = 2.<br />

2 – x<br />

10. Две цеви истовремено отворене напуне базен <strong>за</strong> 2 <strong>са</strong>та спорије него што би<br />

половину базена испунила <strong>са</strong>мо прва цев, односно <strong>за</strong> 4,5 <strong>са</strong>ти брже него што<br />

би половину базена испунила <strong>са</strong>мо друга цев. За колико <strong>са</strong>ти ће бити напуњен<br />

базен ако су отворене обе цеви истовремено?<br />

В<br />

11. Реши једначине (по x) у <strong>за</strong>висности од реалних параметара a и b:<br />

1) a(a – 5)x = a; 2) a 2 x + a = x + 1; 3) ax – b<br />

a + b + bx + a<br />

a – b = a2 + b 2<br />

a 2 – b ; 2<br />

4) x + a<br />

x + 2 – x – a<br />

x 2 – 4 = x<br />

x – 2 ; 5) a + (a2 – a)x<br />

= 1; 6) 1 x + a<br />

x = 1 – a<br />

x – 1 ;<br />

a<br />

7)<br />

x – b + a<br />

x + b = 2b<br />

x 2 – b ; ax + b<br />

8) 2 bx + a = a b ; 9) a<br />

1 – bx = b<br />

1 – ax .<br />

12. 1) Реши по a једначину v = v 0<br />

+ at. 2) Реши по x једначину y = 2x – 3<br />

3x + 5 .<br />

3) Реши по y једначину 1 x = 1 y + 1 z .<br />

270<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Линеарне једначине, неједначине и системи<br />

Линеарне неједначине <strong>са</strong> једном непознатом<br />

13. Реши неједначине:<br />

1) x 7 – 1 ≥ x – 4 x + 2<br />

+ 3; 2)<br />

3 3 – 1 ≥ 1 – x<br />

–5 ; 3) 2 7 (x + 7) – x 4 ≤ 1 2 (3 – x) + x 6 ;<br />

А<br />

4) 0,3x – 2,04 ≥ 0,04(x + 1); 5) 0 < 1 (4 – x) – 10 ≤ 4;<br />

3<br />

6) – 8 ≤ 1 (1 – x) + 3 < 12;<br />

4<br />

7) 2x – 1 ≤ – 2x + 1 < 3 + x.<br />

14. Туристичка агенција промовишући аранжмане на Хавајима, објавила је<br />

податак да се дневне температуре током читаве године крећу од 80°F до 90°F.<br />

(У Сједињеним Америчким Државама температура се изражава у степенима<br />

Фаренхајта.) Ве<strong>за</strong> између температурe изражене у степенима Фаренхајта (F) и<br />

исте температуре изражене у степенима Целзију<strong>са</strong> (C) је<br />

F = 1,8C + 32.<br />

Одреди у Целзијусима интервал у коме се крећу дневне температуре на<br />

Хавајима током године.<br />

15. Реши неједначине:<br />

(1 – x)x<br />

2x + 1 ≤ 0;<br />

x<br />

(1 – x)(2x + 1) ≥ 0; 6) (1 – x)<br />

x(2x + 1) > 0; 7) 1<br />

(1 – x)x(2x + 1) ≥ 0.<br />

1) (1 – x)x(2x + 1) ≤ 0; 2) (1 – x)x(2x + 1) > 0; 3)<br />

4)<br />

x(2x + 1)<br />

1 – x<br />

≥ 0; 5)<br />

16. Реши неједначине:<br />

1) (x – 1)(2x + 1) > 0; 2) (x + 5)(2 – x) ≤ 0;<br />

3) (x + 1)(3 – x) (x – 2) 2 > 0; 4) (2x + 1)(x – 4)(3x – 2)(x + 7) ≤ 0;<br />

5)<br />

2<br />

x + 1 < 3<br />

x + 2 ; 6) x – 2<br />

x + 1 ≤ x – 3<br />

x – 2<br />

; 7)<br />

2x – 3<br />

x<br />

><br />

3 – 2x<br />

x(x + 1) ; 8) x + 2<br />

1 – x ≤ 3<br />

x(1 – x) .<br />

17. Реши једначине:<br />

1) |2x – 1| – x = 5; 2) |x – 1| = |x + 2|; 3) |x – 2| – |x – 1| = 1;<br />

4) ||x| – 2| = x; 5) ||x| – 2| = –x + 2; 6) ||3 – x| – x + 1| + x = 6.<br />

18. Реши неједначине:<br />

1) |3 – x| > 2; 2) |x – 2| > |x + 1| – 3;<br />

3) |x – 1| + |x – 2| + |x – 3| > 1; 4) (3x – 1)|x + 5| < 0; 5) x – 1<br />

x + 2 < 1.<br />

19. Реши системе неједначина:<br />

3x ≤ 5 – 6x<br />

2x + 1 > 3x + 4<br />

1)<br />

5x + 3 ≥ 8x + 21 ; 2) 7(x + 1) – 2x > 9 + 4x<br />

3(5 – 2x) – 1 ≥ 4 – 5x ; 3) 4x – 1 ≥ 1 – 3x .<br />

7 – 2x > 2x + 9<br />

20. У <strong>за</strong>висности од реалних параметра a и b реши неједначине<br />

1) (a + 1)x + 4 < (3 – 2a)x – 1; 2) (b – 2)x – 1 ≥ 3 –(b + 1)x;<br />

3) ax + b 2 ≥ bx + a 2 ; 4) b – ax < a – bx.<br />

Б<br />

В<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

271


9<br />

2<br />

1 57648 9<br />

21. Реши систем неједначина<br />

ax ≥ a – 1<br />

ax ≥ a + 1<br />

у <strong>за</strong>висности од реалног параметра a.<br />

A<br />

Системи линеарних једначина<br />

22. Реши системе једначина:<br />

x + y = 2<br />

1)<br />

2x + 3y = 7 ; 2) –x – 2y = –1<br />

; 3)<br />

2x – 3y = 4<br />

23. Реши системе једначина:<br />

1)<br />

5<br />

x + 4 y = 11<br />

2<br />

x + 3 y = 10 ; 2)<br />

2<br />

x + 2y + 1<br />

x – y = 3<br />

; 3)<br />

1<br />

x + 2y – 1<br />

x – y = 1<br />

2x + 5y = 0<br />

3x + 7y = 1 ; 4) 3x + y = 0<br />

6x + 2y = 0 .<br />

8<br />

x + 2y – 1<br />

2x – y = 0<br />

.<br />

24<br />

x + 2y + 2<br />

2x – y = 5<br />

24. Два стрелца су на једном такмичењу испалили по 30 метака. Успешност сваког<br />

стрелца изражена је размером (количником) броја метака који су погодили<br />

мету и броја испаљених метака, тј. броја 30. Од укупно 60 испаљених метака,<br />

<strong>са</strong>мо 24 метка су погодила мету. Колико пута је сваки стрелац погодио мету<br />

ако се зна да је успешност првог стрелца три пута већа од успешности другог?<br />

25. Сваки од два робота може да се креће увек истом равномерном брзином.<br />

Роботи су удаљени 10 m један од другог. Ако крену један другом у сусрет,<br />

судариће се <strong>за</strong> 20 секунди. Ако крену у истим смеру, при чему се бржи робот<br />

креће ка споријем, онда ће га стићи <strong>за</strong> 40 секунди. Којим брзинама се крећу<br />

роботи?<br />

Б<br />

26. Реши системе једначина:<br />

x + y + 2z = 1<br />

1) 2x – y + z = 3<br />

–x – 2y + 5z = 2<br />

; 2)<br />

x + y + z = 5<br />

2x + y + 3z = 10 ; 3)<br />

3x + y – 2z = 1<br />

–x – y + z = –1<br />

2x – y + 2z = 1 ;<br />

3x – 2y + 3z = 0<br />

4)<br />

2x + 3y = 13<br />

x – 2y = –4 ; 5)<br />

3x + y – z = 3<br />

3x + 2y + z = 5<br />

2x + 3y + z = 1 ; 6)<br />

2x + y + 3z = 11<br />

4x – 3y + z = –10<br />

2x + y + 3z = 0 .<br />

–x + 2y – 5z = 17<br />

27. Фабрика производи три врсте мајица. Свака мајица се производи у три<br />

одељења: одељењу <strong>за</strong> кројење, одељењу <strong>за</strong> шивење и одељењу <strong>за</strong> паковање.<br />

У табели су дата времена која су потребна <strong>за</strong> сваку фазу производње мајице<br />

одређеног типа. Због различитог броја <strong>за</strong>послених, свако одељење током<br />

недеље може максимално да ради различит број <strong>са</strong>ти. Укупан број радних <strong>са</strong>ти<br />

<strong>за</strong> свако одељење наведен је у последњој колони табеле.<br />

272<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Линеарне једначине, неједначине и системи<br />

Мајица<br />

типа А<br />

Мајица<br />

типа Б<br />

Мајица<br />

типа В<br />

Укупан број радних<br />

<strong>са</strong>ти одељења<br />

Одељење <strong>за</strong> кројење 0,2 h 0,4 h 0,3 h 1 160 h<br />

Одељење <strong>за</strong> шивење 0,3 h 0,5 h 0,4 h 1 560 h<br />

Одељење <strong>за</strong> паковање 0,1 h 0,2 h 0,1 h 480 h<br />

Колико комада мајица сваке врсте би требало недељно производити да би<br />

свако одељење могло да <strong>за</strong>врши по<strong>са</strong>о током расположивог времена?<br />

28. Реши системе једначина:<br />

1<br />

x + y + 2<br />

y + z + 3<br />

z + x = 1<br />

1<br />

1)<br />

x + y + 4<br />

y + z + 6<br />

z + x = 5 ; 2)<br />

2<br />

x + y – 6<br />

y + z + 3<br />

z + x = 0<br />

3)<br />

2x + y = 8<br />

x – 3y = 11 ; 4)<br />

x + y = 3<br />

x 1<br />

+ 2x 2<br />

– 3x 3<br />

+ x 4<br />

= 8<br />

x 1<br />

+ x 2<br />

– x 3<br />

– x 4<br />

= –1<br />

x 1<br />

– x 2<br />

– x 3<br />

+ x 4<br />

= 7<br />

x 1<br />

+ x 2<br />

+ x 3<br />

+ 2x 4<br />

= 4<br />

x + 2y – z = 0<br />

x + 3y – 5z = 1 .<br />

29. У <strong>за</strong>висности од реалног параметра a, реши следеће системе једначина:<br />

x + y = 0<br />

1)<br />

x + ay = 0 ; 2) (a – 2)x + ay = 1<br />

(a 2 – 4)x – y = 0 ;<br />

3)<br />

x + 3y = 1<br />

(a – 1)x + 2ay = –2<br />

2ax + (a – 1)y = a – 1 ; 4) 2x – ay = 10 .<br />

3x + ay = 5<br />

30. У <strong>за</strong>висности од реалног параметра a, реши следеће системе једначина:<br />

1)<br />

3)<br />

5)<br />

ax + y + z = 0<br />

x + ay + z = 0 ; 2)<br />

x + y + az = a<br />

x + y + 2z = 1<br />

x + y + az = 1 ; 4)<br />

ax + 2y + az = 1<br />

ax + y + z = 1<br />

x + ay + z = a<br />

x + y + az = a 2 ; 6)<br />

x + y + 2z = 0<br />

x + ay + (3 – a)z = 0 ;<br />

x + y + (a 2 + 1)z = a – 1<br />

x + y + az = 2<br />

x + ay + z = –1 ;<br />

ax + y + z = –1<br />

x + ay + z = 1<br />

ax + y + (a – 1)z = a .<br />

x + y + z = a + 1<br />

Линеарне функције<br />

31. Испитај особине и нацртај график функције f: R R, ако је:<br />

1) f(x) = –5x + 1; 2) f(x) = 3; 3) f(x) = 2x – 5.<br />

;<br />

В<br />

Б<br />

32. За које вредности k је функција f: R R дата <strong>са</strong> f(x) = (k – 1)x + k<br />

1) растућа; 2) опадајућа и негативна на скупу (0, + ∞).<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

273


9<br />

2<br />

1 57648 9<br />

В<br />

33. Испитај особине и нацртај график функције f: R R, ако је:<br />

1) f(x) = |1 – x| + 2 ; 2) f(x) = |x + 1| – |x + 2| – x;<br />

3) f(x) = |x – 1| – |x – 2| + |x + 1|; 4) f(x) = ||2 – x| – 1|.<br />

34. 1) Нацртај график функције f: R R, ако је f(x) = ||x| – 2|.<br />

2) Одреди број решења једначине ||x| – 2| = a у <strong>за</strong>висности од реалног<br />

параметра a.<br />

3) Реши једначинe:<br />

a) ||x| – 2| = –x; б) ||x| – 2| = –x + 2; в) ||x| – 2| = |x|.<br />

4) Реши неједначине:<br />

a) ||x| – 2| ≥ –x; б) ||x| – 2| < –x + 2; в) ||x| – 2| ≤ –x + 2;<br />

г) ||x| – 2| > |x|; д) ||x| – 2| ≤ |x|.<br />

274<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


ТРИГОНОМЕТРИЈА ПРАВОУГЛОГ ТРОУГЛА<br />

Тригонометријске функције оштрих углова (276)<br />

А Дефиниције тригонометријских функција оштрог угла (276)<br />

Б Неке једноставне особине тригонометријских функција (279)<br />

Вредности тригонометријских функција оштрих углова (280)<br />

А Вредности тригонометријских функција углова од 45°, 30° и<br />

60°; употреба калкулатора приликом израчунавања вредности<br />

тригонометријских функција оштрих углова (280)<br />

Основни тригонометријски идентитети (282)<br />

Б Везе међу тригонометријским функцијама; основни<br />

тригонометријски идентитети (282)<br />

Примене тригонометријских функција (284)<br />

А Решавање правоуглог троугла (284)<br />

Б Примене тригонометрије у геометрији (286)<br />

18°<br />

A x<br />

3<br />

BC<br />

BC =<br />

B<br />

3<br />

tg25°<br />

25°<br />

= tg25° ≈ 0,4663<br />

3<br />

= tg18° ≈ 0,3249<br />

AC<br />

AC<br />

=<br />

3<br />

tg18°<br />

x = AC – BC ≈ 2,8<br />

D<br />

3<br />

≈ ≈<br />

0,4663<br />

3<br />

≈ ≈<br />

0,3249<br />

3<br />

C<br />

6,4336<br />

9,2336<br />

7 8 9 + C<br />

4 5 6 − =<br />

1 2 3 ×<br />

0 , ± ÷<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


10<br />

А<br />

Тригонометријске функције оштрих углова<br />

Реч тригонометрија<br />

је грчког порекла и<br />

<strong>са</strong>стављена је од речи<br />

тригон = троугао и<br />

метрон = мерење.<br />

Пример 1.<br />

Талесова идеја да мери висине објеката мерећи дужине њихових сенки <strong>за</strong>снована<br />

је, као што смо већ видели, на другом ставу сличности. Заправо, у било ком<br />

тренутку током дана правоугли троуглови које формирају објекти <strong>са</strong> својим<br />

сенкама, међусобно су слични.<br />

Посматрајмо поједностављену слику.<br />

Последица другог<br />

става сличности<br />

Ако два правоугла<br />

троугла имају један<br />

исти оштар угао,<br />

онда је размера две<br />

странице у једном<br />

троуглу једнака<br />

размери одговарајућих<br />

страница у другом<br />

троуглу.<br />

Сви уочени правоугли троуглови имају исте углове. Специјално, угао α под којим<br />

сунчеви зраци падају на тло <strong>за</strong>једнички је свима њима. Такође, у сваком од ових<br />

троуглова иста је и размера катете која је наспрам угла α и катете на коју овај угао<br />

належе, тј.<br />

v 1<br />

= v 2<br />

= v 3<br />

= t. <br />

s 1<br />

s 2<br />

s 3<br />

Закључак до кога смо дошли у претходном примеру истичемо следећом теоремом<br />

која директно следи из другог става сличности.<br />

теорема<br />

Ако је α неки оштар угао, тада <strong>за</strong> сваки правоугли троугао чији је један оштар<br />

угао α, размера катете која је наспрам угла α и катете на коју овај угао належе<br />

јестe константна (стална).<br />

Наравно, аналогна теорема важи и у случају када се уместо катета посматра неки<br />

други пар страница правоуглог троугла, тј. хипотену<strong>за</strong> и једна од катета.<br />

OA 1<br />

= OA 2<br />

= OA 3<br />

= ...<br />

A 1<br />

B 1<br />

A 2<br />

B 2<br />

A 3<br />

B 3<br />

OA 1<br />

= OA 2<br />

= OA 3<br />

= ...<br />

OB 1<br />

OB 2<br />

OB 3<br />

A 1<br />

B 1<br />

= A 2B 2<br />

= A 3B 3<br />

= ...<br />

OB 1<br />

OB 2<br />

OB 3<br />

276<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Тригонометрија правоуглог троугла<br />

Нека је α неки оштар угао (0° < α < 90°) и ABC неки правоугли троугао <strong>са</strong> правим<br />

углом у темену C и углом α у темену A. Као што је уобичајено, катету BC која је<br />

наспрамна углу α обележићемо <strong>са</strong> a, катету AC на коју належе угао α означићемо<br />

<strong>са</strong> b, a хипотенузу AB <strong>са</strong> c.<br />

Размера наспрамне катете a и налегле катете b назива се тангенс угла α и<br />

обележава се tg α:<br />

tg α = a b .<br />

cos α = 4 5 . tg α = a b .<br />

Размера налегле катете b и наспрамне катете a назива се котангенс угла α и<br />

cos β = 3 5 .<br />

обележава се ctg α:<br />

ctg α = b a .<br />

Размера наспрамне катете a и хипотенузе c назива се синус угла α и<br />

обележава се sin α:<br />

sin α = a c .<br />

Размера налегле катете b и хипотенузе c назива се косинус угла α и<br />

ctg α = b a .<br />

обележава се cos α:<br />

cos α = b c .<br />

Пример 2.<br />

Нека су α и β оштри углови правоуглог троугла чије су странице 3, 4 и 5, при чему<br />

sin α = a c .<br />

је α < β.<br />

tg α = 3 4 .<br />

tg β = 4 3 .<br />

ctg α = 4 3 .<br />

ctg β = 3 4 .<br />

sin α = 3 5 .<br />

sin β = 4 5 .<br />

cos α = b c .<br />

<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

277


10<br />

1<br />

2 57648 9<br />

Пример 3.<br />

Одредимо странице правоуглог троугла ABC ако је c = 10 cm и sin α = 0,6.<br />

Како је sin α = a c , добијамо да је a = 0,6, тј. a = 6 cm.<br />

10<br />

Подсећамо на договор<br />

да угао и његову меру у<br />

степенима означавамо<br />

истим симболом.<br />

Применом Питагорине теореме добијамо да је<br />

b = √c 2 – a 2 = 8 cm. <br />

Тангенс, котангенс, синус и косинус представљају такозване тригонометријске<br />

функције оштрих углова.<br />

Да бисмо одредили вредност неке од тригонометријских<br />

функција датог оштрог угла α, довољно је и<strong>за</strong>брати било<br />

који правоугли троугао чији је један угао једнак α и наћи<br />

размеру одговарајућих страница.<br />

Пример 4.<br />

Нека је дат оштар угао α.<br />

Ако и<strong>за</strong>беремо правоугли троугао чији је један угао α и<br />

налегла катета подударна јединици мере, онда је дужина<br />

наспрамне катете једнака tg α.<br />

Поступајући аналогно, можемо (конструктивно) одредити и вредност било које<br />

друге тригонометријске функције датог угла α.<br />

<br />

теорема<br />

За сваки оштар угао α,<br />

tg α и ctg α могу бити било који позитивни реални бројеви:<br />

0 < tg α < + ∞ и 0 < ctg α < + ∞;<br />

sin α и cos α могу бити <strong>са</strong>мо позитивни реални бројеви мањи од 1:<br />

0 < sin α < 1 и 0 < cos α < 1.<br />

278<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Б<br />

Једноставно се одређује (конструише) угао ако је позната вредност једне<br />

тригонометријске функције тог угла.<br />

Пример 5.<br />

На слици испод дати су углови φ, θ, ψ и ρ такви да је<br />

tg φ = 0,8, ctg θ = 0,8, sin ψ = 0,8, cos ρ = 0,8.<br />

φ<br />

0 1<br />

θ<br />

0 1<br />

0 1<br />

ψ<br />

0 1<br />

0 1<br />

ρ<br />

0 1<br />

0 1<br />

0 1<br />

Објасни конструкцију сваког од тражених углова. <br />

Ако је 0 < α 1<br />

< α 2<br />

< 90°, какав је однос између вредности тригонометријских<br />

функција ових углова?<br />

Није тешко уочити да се тангенси углова повећавају ако се повећавају и углови<br />

(види слику десно).<br />

α 1<br />

< α 2<br />

tg α 1<br />

< tg α 2<br />

За котангенс важи обрнуто: повећавањем углова смањују се котангенси.<br />

α 1<br />

< α 2<br />

ctg α 1<br />

> ctg α 2<br />

Повећавањем углова њихови синуси се такође повећавају.<br />

α 1<br />

< α 2<br />

sin α 1<br />

< sin α 2<br />

Нај<strong>за</strong>д, повећавањем углова њихови косинуси се смањују.<br />

α 1<br />

< α 2<br />

cos α 1<br />

> cos α 2<br />

1. Задатак<br />

Поређај по величини оштре углове α 1<br />

, α 2<br />

, α 3<br />

, ако је:<br />

1) cos α 2<br />

< cos α 3<br />

< cos α 1<br />

;<br />

2) tg α 2<br />

< tg α 3<br />

< tg α 1<br />

.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

279


10<br />

A<br />

Вредности тригонометријских функција<br />

оштрих углова<br />

Тригонометријске функције углова од 30° и 60° једноставно одређујемо бирајући<br />

правоугли троугао чији су оштри углови једнаки овим угловима и чија је<br />

хипотену<strong>за</strong> јединичне дужине (слика доле лево).<br />

tg 30° =<br />

ctg 30° =<br />

sin 30° =<br />

cos 30° =<br />

1<br />

2<br />

3<br />

2<br />

3<br />

2<br />

1<br />

2<br />

1<br />

2<br />

1 = 1 2<br />

3<br />

2<br />

1<br />

= 1<br />

√3 = 1<br />

√3 ∙ √3<br />

√3 = √3<br />

3<br />

= √3<br />

= √3<br />

2<br />

Ако се број облика √a, a > 0 појави као<br />

именилац разломка b , уобичајено је да се<br />

√a<br />

тај разломак рационалише, тј. помножи <strong>са</strong><br />

√a<br />

и прикаже у облику који је погоднији<br />

√a<br />

<strong>за</strong> даља израчунавања:<br />

b<br />

√a = b<br />

√a ∙ √a<br />

√a = b√a<br />

a .<br />

Користећи исти троугао, једноставно израчунавамо вредности тригонометријских<br />

функција угла од 60°.<br />

Тригонометријске функције угла од 45° добијамо израчунавањем размера<br />

одговарајућих страница неког једнакокрако-правоуглог троугла, на пример, оног<br />

чије су катете јединичне дужине.<br />

tg 45° = 1 1 = 1, ctg 45° = 1 1 = 1<br />

1<br />

sin 45° =<br />

√2 = √2<br />

2 , cos 45° = 1 √2 = √2<br />

2<br />

Добијене резултате приказујемо у наредној табели.<br />

30°<br />

tg ctg sin cos<br />

√3<br />

3<br />

60° √3<br />

√3<br />

√3<br />

3<br />

45° 1 1<br />

1<br />

2<br />

√3<br />

2<br />

√2<br />

2<br />

√3<br />

2<br />

1<br />

2<br />

√2<br />

2<br />

280<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Тригонометрија правоуглог троугла<br />

У општем случају, вредности тригонометријских функција углова чије су мере<br />

познате одређују се помоћу такозваних научних калкулатора (scientific calculator).<br />

Иако се калкулатори међусобно разликују, поступак израчунавања вредности<br />

тригонометријских функција углова у принципу је свуда исти.<br />

Пример 1.<br />

Израчунајмо cos 58°.<br />

• Прво је потребно „сaопштити” калкулатору да је мера угла изражена у степенима<br />

(што се, <strong>за</strong>висно од калкулатора, постиже тастерима MOD , DEG или<br />

DRG ), јер се мере углова осим степенима (Degrees) могу изражавати и<br />

другим јединицама (Radians, Grads).<br />

• Затим је потребно унети мерни број величине угла; у нашем случају број 58.<br />

• Нај<strong>за</strong>д, притиском на тастер COS на екрану се исписује коначно много<br />

децимала вредности cos 58°:<br />

0,52991926423320495404678115181609… <br />

Резултате <strong>за</strong>округљујемо<br />

по правилима која су<br />

дата на страни 77.<br />

Могуће је одредити и угао уколико је позната вредност неке тригонометријске<br />

функције <strong>за</strong> овај угао.<br />

Пример 2.<br />

Одредимо меру угла α у степенима ако је cos α = 0,53.<br />

• Прво је потребно „сaопштити” калкулатору да нас <strong>за</strong>нима мера угла у степенима.<br />

• Затим би требало унети дату вредност тригонометријске функције; у нашем<br />

случају 0,53.<br />

• Нај<strong>за</strong>д, активирати команду која је углавном означена <strong>са</strong> cos –1 (што се постиже<br />

тастерима INV , COS или 2ndF , COS ). У нашем случају на екрану<br />

ће бити испи<strong>са</strong>но<br />

57,994545172235756228065410195401...<br />

што значи да је α ≈ 58°. <br />

1. Задатак<br />

Користећи калкулатор<br />

1) израчунај cos 24°, sin 15,2°, tg 78°, ctg 53°15'.<br />

2) одреди величину оштрог угла α ако је sin α = 0,84.<br />

На калкулаторима<br />

је функција тангенс<br />

углавном означена <strong>са</strong><br />

TAN.<br />

Функције котангенс<br />

најчешће нема, јер је она<br />

композиција функције<br />

1<br />

x<br />

x и функције<br />

тангенс.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

281


10<br />

Б<br />

Основни тригонометријски идентитети<br />

Ако нам је позната вредност једне тригонометријске функције неког угла,<br />

једноставно је одредити и све остале.<br />

Основне везе између<br />

тригонометријских<br />

функција<br />

sin 2 α = (sin α) 2<br />

cos 2 α = (cos α) 2<br />

tg 2 α = (tg α) 2<br />

ctg 2 α = (ctg α) 2<br />

За сваки оштар угао α тачне су једнакости:<br />

1) sin 2 α + cos 2 α = 1,<br />

2) tg α ∙ ctg α = 1,<br />

3) tg α = sin α<br />

cos α ,<br />

1<br />

4) ctg α =<br />

tg α = cos α<br />

sin α .<br />

Доказ. Нека је ABC произвољан правоугли троугао <strong>са</strong> правим углом у темену C и<br />

оштрим углом α у темену A.<br />

Једнакост под (1) добијамо из дефиниција сину<strong>са</strong> и косину<strong>са</strong>, применом<br />

Питагорине теореме.<br />

sin 2 α + cos 2 α = a c<br />

2<br />

+ b c<br />

2<br />

= a2 + b 2<br />

c 2<br />

= c2<br />

c 2 = 1<br />

Једнакости под (2) и (3) су директне последице дефиниција тригонометријских<br />

функција.<br />

■<br />

sin α = a c<br />

cos α = b c<br />

tg α = a b<br />

Из дока<strong>за</strong>них једнакости, уз малу помоћ алгебре, изводимо и следеће једнакoсти<br />

(које су, наравно, тачне <strong>за</strong> сваки оштар угао α).<br />

ctg α = b a<br />

Ако је a,b > 0, онда је:<br />

• = √a<br />

√b ;<br />

• √a 2 = a.<br />

Аналогно се доказује да је<br />

282<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Тригонометрија правоуглог троугла<br />

Узимајући у обзир све наведене једнакости, формирамо табелу формула којима се<br />

успостављају везе између неке две тригонометријске функције.<br />

Одреди<br />

ако је дато<br />

sin α cos α tg α ctg α<br />

sin α<br />

cos α<br />

tg α<br />

ctg α<br />

Пример 1.<br />

Ако је tg α = 2,4, применом дока<strong>за</strong>них формула добијамо и остале<br />

вредности тригонометријских функција.<br />

<br />

За сваки оштар угао α тачне су једнакости:<br />

sin (90° – α) = cos α, cos (90° – α) = sin α,<br />

tg (90° – α) = ctg α, ctg (90° – α) = tg α.<br />

тригонометријске функције<br />

комплементарних углова<br />

Доказ. Нека је ABC произвољан правоугли троугао <strong>са</strong> правим углом у темену C и<br />

оштрим углом α у темену A. Тада је угао β (код темена B) једнак 90° – α, па тражене<br />

једнакости добијамо директно из дефиниција тригонометријских функција.<br />

sin (90° – α) = sin β = b c = cos α<br />

tg (90° – α) = tg β = b a = ctg α<br />

cos (90° – α) = cos β = a c = sin α<br />

ctg (90° – α) = ctg β = a b = tg α ■<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

283


10<br />

A<br />

Одређивање мера<br />

основних елемената<br />

троугла назива се и<br />

решавање троугла.<br />

Примене тригонометријских функција<br />

Под основним елементима правоуглог троугла подразумевају се његове странице<br />

и оштри углови. Ако су позната нека два основна елемента правоуглог троугла,<br />

остале одређујемо користећи Питагорину теорему, теорему о збиру углова<br />

у троуглу и дефиниције тригонометријских функција. Размотрићемо све<br />

карактеристичне случајеве.<br />

Одредимо хипотенузу и оштре углове правоуглог троугла ABC чије су катете<br />

a = 8,4 cm и b = 10 cm.<br />

Хипотенузу одређујемо применом Питагорине теореме:<br />

c = √a 2 + b 2 = √8,4 2 + 10 2 = √170,56 ≈ 13,1 cm.<br />

Да бисмо одредили угао α, одредимо најпре његов тангенс:<br />

tg α = a b = 0,84.<br />

Из последње једнакости добијамо да је α ≈ 40° (види пример 2. на страни 281).<br />

Нај<strong>за</strong>д, користећи једнакост α + β = 90°, добијамо да је β ≈ 50°. <br />

1.<br />

Пример 1.<br />

Задатак<br />

Одреди непознату катету и оштре углове правоуглог троугла ABC чија је једна<br />

катета a = 8,4 cm и хипотену<strong>за</strong> c = 10 cm.<br />

Пример 2.<br />

Одредимо хипотенузу, непознату катету и непознат оштар угао правоуглог<br />

троугла ABC чија је једна катета a = 12,5cm и оштар угао наспрам ње α = 36°.<br />

Из једнакости α + β = 90°, добијамо непознати оштар угао β = 54°.<br />

Како је sin 36° ≈ 0,5878, из једнакости a = sin α, добијамо да је<br />

c<br />

284<br />

12,5<br />

c = ≈ 12,5 : 0,5878 ≈ 21,27 cm.<br />

sin 36°<br />

Сада непознату катету можемо одредити на више начина.<br />

На пример, применом Питагорине теореме добијамо да је<br />

b = √c 2 – a 2 ≈ √21,27 2 – 12,5 2 ≈ 17,21 cm.<br />

Такође, можемо искористити једнакост tg α = a . Како је tg 36° ≈ 0,7265, имамо да је<br />

a<br />

b<br />

b = ≈ 12,5 : 0,7265 ≈ 17,21 cm. <br />

tg α<br />

2.<br />

Задатак<br />

Одреди хипотенузу, непознату катету и непознат оштар угао правоуглог троугла<br />

ABC чија је једна катета b = 12,5 cm и оштар угао који на њу належе α = 36°.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Тригонометрија правоуглог троугла<br />

Значајна примена тригонометрије односи се на одређивање растојања до<br />

недоступних тачака.<br />

Пример 3.<br />

Израчунајмо удаљеност брода од светионика високог 8 m:<br />

(а) ако се <strong>са</strong> врха светионика<br />

брод види под углом од 85°;<br />

(б) ако се врх светионика <strong>са</strong><br />

брода види под углом од 7°.<br />

85˚<br />

8 m<br />

x<br />

8 m<br />

x<br />

7˚<br />

(а) Из tg 85° = x 8<br />

и tg 85° ≈ 11,43 следи да је x ≈ 91,44 m.<br />

(б) Из tg 7° = 8 x<br />

и tg 7° ≈ 0,12 следи да је x ≈ 66,67 m. <br />

Пример 4.<br />

Размотримо неколико карактеристичних ситуација у којима треба<br />

одредити висину објекта без директног мерења. Наравно, подразумева<br />

се да посматрач поседује уређај <strong>за</strong> мерење углова.<br />

1) Претпоставимо да посматрач види врх дрвета под углом од 12° у<br />

односу на тзв. линију хоризонта која је у прика<strong>за</strong>ном случају од тла<br />

удаљена 1,5 m. Ако је растојање између посматрача и дрвета 10 m, онда<br />

се висина дрвета h може одредити на следећи начин:<br />

x<br />

= tg 12° ≈ 0,21, x ≈ 2,1 m, h = x + 1,5 ≈ 3,6 m.<br />

10<br />

2) Претпоставимо <strong>са</strong>да да се дрво налази на ивици узвишења као на<br />

слици десно, тако да посматрач види подножје дрвета под углом од 15°<br />

у односу на линију хоризонта, а врх дрвета под углом од 27° у односу<br />

на исту линију. Ако је растојање између посматрача и узвишења 10 m,<br />

висина дрвета h се може одредити на следећи начин:<br />

x<br />

10 = tg 27° ≈ 0,51, x ≈ 5,1 m, x – h<br />

= tg 15° ≈ 0,27, x – h ≈ 2,7, h ≈ 2,4 m.<br />

10<br />

3) Уколико није познато растојање између посматрача и дрвета, врх<br />

дрвета би требало посматрати <strong>са</strong> два различита места између којих се<br />

удаљеност може одредити. У ситуацији као на слици десно, висина h се<br />

одређује на следећи начин:<br />

x<br />

x<br />

= tg 12° ≈ 0,21, = tg 7° ≈ 0,12,<br />

y y + 10<br />

одакле добијамо да је x ≈ 2,8 па и h = x + 1,5 ≈ 4,3 m. <br />

x<br />

h<br />

x h<br />

12˚<br />

10 m<br />

10 m<br />

1,5 m<br />

1,5 m<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

x<br />

h<br />

27˚<br />

15˚<br />

12˚<br />

y<br />

7˚<br />

10 m<br />

1,5 m<br />

285


10<br />

Б<br />

теорема<br />

Ако је P површина оштроуглог троугла чије су странице a и b<br />

и њима <strong>за</strong>хваћен угао γ, онда је<br />

P = 1 ab sin γ.<br />

2<br />

Доказ. Нека је h a<br />

висина која одговара страници a. Тада је h a<br />

= b sin γ, па из<br />

формуле P = 1 2 ah следи да је a<br />

P = 1 2 ah = 1 ab sin γ. ■<br />

a<br />

2<br />

3.<br />

Задатак<br />

Израчунај површину троугла чије су две странице 5,2 cm и 12,4 cm, а угао који оне<br />

<strong>за</strong>хватају је 28°.<br />

Пример 5.<br />

Правилан n-тоугао, n > 4, упи<strong>са</strong>н је у круг полупречника 1. Овај n-тоугао <strong>са</strong>стоји<br />

се од n једнакокраких троуглова чији су краци јединичне дужине и угао између<br />

њих 360° . Сви ови троуглови су међусобно подударни и површина сваког од њих<br />

n<br />

је P Δ<br />

= 1 360°<br />

∙ 1 ∙ 1 ∙ sin<br />

2 n = 1 360°<br />

sin<br />

2 n .<br />

Дакле, површина n-тоугла је<br />

P n<br />

= n 360°<br />

sin<br />

2 n .<br />

У табели су дате површине многоугла <strong>за</strong> неколико конкретних вредности n.<br />

n 6 23 100 1000<br />

P n<br />

2,598076… 3,102662… 3,139525… 3,141571…<br />

Није тешко уочити да ће повећањем броја n, број P n<br />

бити све ближи броју π, тј.<br />

површини круга јединичног полупречника. <br />

286<br />

4.<br />

5.<br />

Задатак<br />

Правилан n-тоугао, n > 4, упи<strong>са</strong>н је у круг полупречника 1. Ако је O n<br />

обим овог<br />

n-тоугла, докажи да је<br />

O n<br />

= 2n ∙ sin 180°<br />

n .<br />

Употребом калкулатора одреди O n<br />

<strong>за</strong> n = 6, 23, 100, 1000, 10 000. Шта примећујеш?<br />

Задатак<br />

Праве p и q секу се под оштрим углом φ. Ако је A'B' ортогонална пројекција на<br />

праву p дужи AB која лежи на правој q, докажи да је<br />

A'B' = AB cos φ.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Задаци<br />

Тригонометријске функције оштрих углова<br />

1. Одредити вредности тригонометријских функција углова прика<strong>за</strong>них на<br />

сликама испод.<br />

А<br />

2. И<strong>за</strong>бери јединичну дуж, а <strong>за</strong>тим конструиши дужи чије су дужине редом једнаке:<br />

1) tg 75°, ctg 75°, sin 75°, cos 75°; 2) tg 15°, ctg 15°, sin 15°, cos 15°.<br />

3. Конструиши угао α ако је:<br />

1) tg α = 1,5 ; 2) ctg α = 2; 3) sin α = 0,75; 4) cos α = 0,6.<br />

4. Поређај по величини оштре углове α 1<br />

, α 2<br />

, α 3<br />

ако је:<br />

1) sin α 3<br />

< sinα 2<br />

< sin α 1<br />

; 2) ctg α 3<br />

< ctg α 2<br />

< ctg α 1<br />

.<br />

Вредности тригонометријских функција<br />

оштрих углова<br />

А<br />

5. Израчунај:<br />

1) tg 30° + ctg 30°; 2) sin 60° (1 – cos 60°);<br />

3) sin 2 30° + cos 2 45°; 4)<br />

tg 45° + ctg 45°<br />

sin 30° + cos 30° .<br />

6. Употребом калкулатора одреди вредности тригонометријских функција<br />

следећих углова:<br />

1) 17°; 2) 38°30'; 3) 86,25°.<br />

7. Употребом калкулатора одреди меру угла α ако је:<br />

1) sin α = 0,45; 2) cos α = 0,94; 3) tg α = 1,74; 4) ctg α = 0,25.<br />

8. Процени меру оштрог угла α ако је:<br />

1) cos α < 0,5; 2) sin α ≤ 0,5; 3) 1 ≤ tg α; 4) √3 < ctg α ≤ 1.<br />

3<br />

Основни тригонометријски идентитети<br />

Б<br />

Ако је α 1<br />

< α 2<br />

, онда је:<br />

tg α 1<br />

< tg α 2<br />

; ctg α 2<br />

< ctg α 1<br />

;<br />

sin α 1<br />

< sin α 2<br />

; cos α 2<br />

< cos α 1<br />

.<br />

9. Ако је cos α = 2 , одреди sin α, tg α и ctg α.<br />

3<br />

10. Ако су α, β и γ углови троугла, докажи једнакости:<br />

sin α + β<br />

2 = cos γ 2 , cos α + β<br />

2 = sin γ 2 , tg α + β<br />

2 = ctg γ 2 , ctg α + β<br />

2 = tg γ 2 .<br />

Б<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

287


10<br />

1<br />

2 57648 9<br />

11. Докажи да су <strong>за</strong> сваки оштар угао α тачне једнакости:<br />

1) (sin α + cos α)(sin α – cos α) = 1 – 2cos 2 α;<br />

2) tg α(1 – ctg α) = tg α – 1.<br />

В<br />

12. Докажи да су <strong>за</strong> сваки оштар угао α тачне једнакости:<br />

cos α<br />

1)<br />

1 + sin α = 1 – sin α ; 2) (1 – cos α)(tg α + ctg α)(1 + cos α) = tg α;<br />

cos α<br />

3) ctg α – 1<br />

ctg α + 1 = 1 – tg α<br />

sin α + tg α<br />

; 4)<br />

1 + tg α 1 + cos α<br />

= tg α.<br />

14. Без употребе калкулатора израчунај вредности изра<strong>за</strong><br />

1) tg 20° ∙ tg 40° ∙ tg 50° ∙ tg 70°; 2) sin 2 40° + sin 2 50°.<br />

А<br />

Сваки од <strong><strong>за</strong>датака</strong> се<br />

може решити на више<br />

начина.<br />

Примене тригонометријских функција<br />

15. Одреди непознате странице и оштре углове правоуглог троугла ABC <strong>са</strong> правим<br />

углом у темену C ако је:<br />

1) a = 7,32 cm, b = 3,64 cm; 2) a = 12,4 cm, c = 24 cm;<br />

3) b = 2,62 cm, c = 5,05 cm; 4) c = 6,75 cm, β = 32°;<br />

5) c = 7,45 cm, α = 17,2°; 6) a = 22,4 cm, α = 22,4°;<br />

7) a = 6,04 cm, β = 54°; 8) b = 6,2 cm, α = 37°30';<br />

9) b = 9,1 cm, β = 23°.<br />

16. Одреди угао који дијагонала коцке <strong>за</strong>клапа <strong>са</strong> једном њеном страном (слика<br />

лево).<br />

17. Одреди углове ромба чије су дијагонале d 1<br />

= 6 cm и d 2<br />

= 8 cm.<br />

18. Дата је кружница полупречника 4 cm. Одреди централни угао који одређује<br />

тетива дужине 3 cm.<br />

19. Израчунај дужину кракова једнакокраког троугла ако је његова основица 5 cm<br />

и угао при врху 34°.<br />

20. Нагиб пута изражава се у процентима и одређује колико је стрма нека<br />

узбрдица (односно низбрдица). Претпостављајући да је успон равномеран,<br />

нагиб узбрдице представља количник такозваног вертикалног и<br />

хоризонталног успона.<br />

Другим речима, нагиб узбрдице представља тангенс<br />

нагибног угла φ изражен у процентима.<br />

1) Одреди нагибни угао узбрдице чији је нагиб 7%.<br />

2) Одреди нагиб узбрдице ако је нагибни угао 3°.<br />

288<br />

θ<br />

21. Физика показује да је брзина v тела облика квадра које клизи низ стрму раван<br />

v = gt sin θ,<br />

уз <strong>за</strong>немаривање трења, при чему је g гравитациона константа (убр<strong>за</strong>ње које<br />

даје гравитација), t је време и θ је нагибни угао стрме равни.<br />

Квадар се кли<strong>за</strong> низ стрму раван чији је нагибни угао 8°. Одреди приближну<br />

вредност гравитационе константе ако је измерено да квадар након 3 секунде<br />

достиже брзину од 4,2 метара у секунди.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.


Тригонометрија правоуглог троугла<br />

22. Уређаји на броду детектовали су подморницу која је од<br />

брода удаљена 700 m и која се види под углом од 47° у<br />

односу на ниво мора. Одреди дубину на којој се налази<br />

подморница.<br />

47º<br />

47º<br />

700 m<br />

?<br />

700 m<br />

?<br />

23. Балон се налази 750 m изнад језера. Одреди<br />

растојање између најудаљенијих тачака језера ако<br />

се оне виде под угловима од 44° и 25° у односу на<br />

хоризонт посматрача.<br />

44º 25º<br />

750 m 44º 25º<br />

750 m<br />

A<br />

A<br />

B<br />

B<br />

Б<br />

24. Свемирска летелица се налази 3 km изнад површине Mесеца. орбита Одреди<br />

орбита<br />

пречник кратера кружног облика ако се тачка ивице кратера која је<br />

18º<br />

најближа летелици из ње види под углом од 25° у односу на орбиту<br />

25º<br />

25º<br />

летелице, а њој дијаметрално супротна тачка под углом од 18°.<br />

x<br />

25. Тангенте t 1<br />

и t 2<br />

конструи<strong>са</strong>не су из тачке A на кружницу k(O, 4 cm). y<br />

Ако је |OA| = 10 cm, одреди угао под којим се секу тангенте t 1<br />

и t 2<br />

.<br />

орбита<br />

18º<br />

3 km 3 km<br />

x<br />

y<br />

25º<br />

y<br />

18º<br />

x<br />

3 km<br />

26. Ако су α и β ошти углови троугла ABC који належу на страницу c и h c<br />

је висина која одговара страници c, докажи да је<br />

c<br />

h c<br />

=<br />

ctg α + ctg β .<br />

27. Одреди полупречник круга који је упи<strong>са</strong>н у једнакокраки троугао чија је<br />

основица 2 cm и угао при врху 30°.<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.<br />

289


10<br />

1<br />

2 57648 9<br />

290<br />

Забрањено је репродуковање, умножавање, дистрибуција, објављивање, прерада и друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму и поступку, укључујући<br />

фотокопирање, штампање, чување у електронском облику, односно чињење дела доступним јавности жичним или бежичним путем на начин који омогућује појединцу индивидуални приступ делу<br />

<strong>са</strong> места и у време које он одабере, без писмене <strong>са</strong>гласности издавача. Свако неовлашћено коришћење овог ауторског дела представља кршење Закона о ауторском и сродним правима.

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!