diff --git a/frontend/textbooks/geometry_8_ch1.html b/frontend/textbooks/geometry_8_ch1.html index 48baddf..19b135d 100644 --- a/frontend/textbooks/geometry_8_ch1.html +++ b/frontend/textbooks/geometry_8_ch1.html @@ -755,12 +755,52 @@ function buildP1(){ html += makeCard('theory','Многоугольник — определение','1.1',`
Многоугольник — это замкнутая ломаная без самопересечений. Она делит плоскость на внутреннюю часть (многоугольник) и внешнюю.
Элементы: вершины (точки излома), стороны (звенья ломаной), углы (при каждой вершине).
-Названия: 3 стороны — треугольник, 4 — четырёхугольник, 5 — пятиугольник, 6 — шестиугольник, …, n — n-угольник.
`); +Названия: 3 стороны — треугольник, 4 — четырёхугольник, 5 — пятиугольник, 6 — шестиугольник, …, n — n-угольник.
+ `); html += makeCard('rule','Выпуклый многоугольник','1.2',`Выпуклый многоугольник — многоугольник, у которого каждая сторона (её прямая) не разделяет оставшиеся вершины на две части: все они лежат по одну сторону от этой прямой.
Эквивалентно: все диагонали лежат внутри фигуры.
-Невыпуклый (вогнутый) — если хотя бы одна диагональ выходит наружу.
`); +Невыпуклый (вогнутый) — если хотя бы одна диагональ выходит наружу.
+Диагональ — отрезок, соединяющий две несмежные (несоседние) вершины многоугольника.
@@ -770,17 +810,76 @@ function buildP1(){| $n$ | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 10 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Диагоналей | 0 | 2 | 5 | 9 | 14 | 20 | 35 |
Периметр многоугольника — сумма длин всех его сторон:
\\[P = a_1 + a_2 + \\cdots + a_n\\] -Для правильного n-угольника со стороной $a$: $P = n \\cdot a$.
`); +Для правильного n-угольника со стороной $a$: $P = n \\cdot a$.
+ `); html += makeCard('example','Пример','1.5',`Сколько диагоналей у восьмиугольника?
$n = 8$: $D = \\dfrac{8 \\cdot (8-3)}{2} = \\dfrac{8 \\cdot 5}{2} = \\dfrac{40}{2} = 20$. Ответ: 20 диагоналей.
-Периметр четырёхугольника со сторонами 5, 7, 4, 6 равен $5+7+4+6=22$.
`); +Периметр четырёхугольника со сторонами 5, 7, 4, 6 равен $5+7+4+6=22$.
+ `); /* --- INTERACTIVE 1: SVG-конструктор многоугольника --- */ html += `| $n$ | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 10 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Сумма углов | $180°$ | $360°$ | $540°$ | $720°$ | $900°$ | $1080°$ | $1440°$ |
Правильный n-угольник — все стороны равны и все углы равны.
@@ -1131,11 +1258,41 @@ function buildP2(){Один угол девятиугольника. $n=9$: сумма $= (9-2)\\cdot 180°=7\\cdot 180°=1260°$. Один угол правильного 9-угольника: $1260°/9=140°$.
-Найти n по сумме углов. Сумма $=1440°$: $(n-2)\\cdot 180°=1440° \\Rightarrow n-2=8 \\Rightarrow n=10$. Ответ: десятиугольник.
`); +Найти n по сумме углов. Сумма $=1440°$: $(n-2)\\cdot 180°=1440° \\Rightarrow n-2=8 \\Rightarrow n=10$. Ответ: десятиугольник.
+ `); /* --- INTERACTIVE 1: Анимация триангуляции --- */ html += `где $\\alpha_i$ — соответствующий внутренний угол.
Теорема. Сумма всех внешних углов выпуклого многоугольника (по одному у каждой вершины) равна $360°$ — при любом $n$.
-Объяснение: если обойти многоугольник по периметру, на каждой вершине повернёшься на внешний угол. За полный обход — ровно один полный оборот $= 360°$.
`); +Объяснение: если обойти многоугольник по периметру, на каждой вершине повернёшься на внешний угол. За полный обход — ровно один полный оборот $= 360°$.
+ `); html += makeCard('rule','Правильный n-угольник','3.2',`Внешний угол правильного $n$-угольника:
\\[\\beta = \\dfrac{360^{\\circ}}{n}\\]Внутренний угол: $\\alpha = 180° - \\dfrac{360°}{n} = \\dfrac{(n-2)\\cdot 180°}{n}$.
-Отсюда: зная внешний угол $\\beta$, можно найти $n = \\dfrac{360°}{\\beta}$.
`); +Отсюда: зная внешний угол $\\beta$, можно найти $n = \\dfrac{360°}{\\beta}$.
+ `); html += makeCard('example','Примеры','3.3',`Внешний угол правильного шестиугольника: $\\beta = 360°/6 = 60°$, внутренний $= 180°-60°=120°$.
Внешний угол правильного многоугольника = 24°. Найти n: $n = 360°/24° = 15$. Ответ: 15-угольник.
-Сумма внешних углов правильного 100-угольника: всегда $360°$, независимо от $n$!
`); +Сумма внешних углов правильного 100-угольника: всегда $360°$, независимо от $n$!
+ `); /* --- INTERACTIVE 1: SVG внешние углы + анимация "свернуть в точку" --- */ html += `В параллелограмме $ABCD$:
\\[AB = CD, \\quad BC = AD\\] \\[\\angle A = \\angle C, \\quad \\angle B = \\angle D\\] \\[\\angle A + \\angle B = 180^{\\circ}\\] -Эти свойства доказываются через равенство треугольников, на которые диагональ делит параллелограмм.
`); +Эти свойства доказываются через равенство треугольников, на которые диагональ делит параллелограмм.
+ `); html += makeCard('example','Примеры','4.3',`Квадрат, прямоугольник, ромб — это частные случаи параллелограмма.
Трапеция — НЕ параллелограмм (только одна пара параллельных сторон).
Задача: в параллелограмме $AB = 8$, $BC = 5$. Найти периметр. Решение: $P = 2(8+5) = 26$.
-Задача: $\\angle A = 65°$. Найти остальные углы. $\\angle C = 65°$, $\\angle B = \\angle D = 115°$.
`); +Задача: $\\angle A = 65°$. Найти остальные углы. $\\angle C = 65°$, $\\angle B = \\angle D = 115°$.
+Проводим диагональ $AC$. Образуются $\\triangle ABC$ и $\\triangle CDA$.
$AB \\parallel CD$ $\\Rightarrow$ $\\angle BAC = \\angle DCA$ (накрест лежащие).
$BC \\parallel AD$ $\\Rightarrow$ $\\angle BCA = \\angle DAC$ (накрест лежащие).
$AC$ — общая сторона. По признаку «угол–сторона–угол»: $\\triangle ABC = \\triangle CDA$.
-Из равенства треугольников: $AB=CD$, $BC=DA$, $\\angle B=\\angle D$. А $\\angle A=\\angle C$ — аналогично через диагональ $BD$.
`); +Из равенства треугольников: $AB=CD$, $BC=DA$, $\\angle B=\\angle D$. А $\\angle A=\\angle C$ — аналогично через диагональ $BD$.
+ `); html += makeCard('rule','Доказательство свойства 3','5.3',`Рассмотрим треугольники $\\triangle AOB$ и $\\triangle COD$, где $O$ — точка пересечения диагоналей.
$AB = CD$ (свойство 1), $\\angle OAB = \\angle OCD$, $\\angle OBA = \\angle ODC$ (накрест лежащие). По «угол–сторона–угол»: $\\triangle AOB = \\triangle COD$.
-Следовательно: $AO = CO$ и $BO = DO$. Диагонали делятся пополам. $\\square$
`); +Следовательно: $AO = CO$ и $BO = DO$. Диагонали делятся пополам. $\\square$
+ `); /* --- INTERACTIVE 1: SVG-параллелограмм с живыми метриками --- */ html += `Дано: $AB=CD$, $BC=AD$. Проведём диагональ $AC$.
В $\\triangle ABC$ и $\\triangle CDA$: $AB=CD$, $BC=DA$, $AC=CA$ (общая). По признаку «три стороны»: $\\triangle ABC=\\triangle CDA$.
-Из равенства треугольников: $\\angle BAC=\\angle DCA$ и $\\angle BCA=\\angle DAC$. Это накрест лежащие углы, значит $AB\\parallel CD$ и $BC\\parallel AD$. Следовательно, $ABCD$ — параллелограмм. $\\square$
`); +Из равенства треугольников: $\\angle BAC=\\angle DCA$ и $\\angle BCA=\\angle DAC$. Это накрест лежащие углы, значит $AB\\parallel CD$ и $BC\\parallel AD$. Следовательно, $ABCD$ — параллелограмм. $\\square$
+ `); html += makeCard('rule','Доказательство признака 3','6.3',`Дано: $AO=OC$, $BO=OD$. В $\\triangle AOB$ и $\\triangle COD$: $AO=CO$, $BO=DO$, $\\angle AOB=\\angle COD$ (вертикальные). По признаку «сторона–угол–сторона»: $\\triangle AOB=\\triangle COD$.
-Отсюда $\\angle OAB=\\angle OCD$ — накрест лежащие, значит $AB\\parallel CD$. Аналогично $BC\\parallel AD$. Четырёхугольник — параллелограмм. $\\square$
`); +Отсюда $\\angle OAB=\\angle OCD$ — накрест лежащие, значит $AB\\parallel CD$. Аналогично $BC\\parallel AD$. Четырёхугольник — параллелограмм. $\\square$
+ `); /* --- INTERACTIVE 1: Три SVG-демонстрации признаков --- */ html += `Прямоугольник — параллелограмм, у которого один угол прямой.
Так как в параллелограмме сумма соседних углов равна $180°$, а один угол равен $90°$, то все углы прямоугольника прямые.
-Обозначение: $\\square ABCD$, где $\\angle A=\\angle B=\\angle C=\\angle D=90°$.
`); +Обозначение: $\\square ABCD$, где $\\angle A=\\angle B=\\angle C=\\angle D=90°$.
+ `); html += makeCard('rule','Свойство диагоналей прямоугольника','7.2',`Теорема. Диагонали прямоугольника равны: $AC = BD$.
Доказательство. Рассмотрим $\\triangle ABC$ и $\\triangle BAD$: $AB=BA$ (общая), $\\angle ABC=\\angle BAD=90°$, $BC=AD$ (как в параллелограмме). По признаку «угол–сторона–угол»: $\\triangle ABC=\\triangle BAD$.
Следовательно: $AC=BD$. $\\square$
-По теореме Пифагора: $d = \\sqrt{a^2 + b^2}$, где $a$, $b$ — стороны прямоугольника.
`); +По теореме Пифагора: $d = \\sqrt{a^2 + b^2}$, где $a$, $b$ — стороны прямоугольника.
+ `); /* --- INTERACTIVE 1: SVG-прямоугольник с draggable B --- */ html += `По признаку «три стороны»: $\\triangle ABD=\\triangle BAC$. Следовательно, $\\angle DAB=\\angle CBA$.
-Но $\\angle DAB+\\angle CBA=180°$ (смежные в параллелограмме). Значит $\\angle DAB=\\angle CBA=90°$. Параллелограмм — прямоугольник. $\\square$
`); +Но $\\angle DAB+\\angle CBA=180°$ (смежные в параллелограмме). Значит $\\angle DAB=\\angle CBA=90°$. Параллелограмм — прямоугольник. $\\square$
+Рассмотрим $\\triangle AOB$ и $\\triangle COB$, где $O$ — точка пересечения диагоналей.
$AO=OC$ (диагональ делится пополам), $OB=OB$ (общая), $AB=CB$ (стороны ромба).
По признаку «три стороны»: $\\triangle AOB=\\triangle COB$. Следовательно, $\\angle AOB=\\angle COB$.
-Но $\\angle AOB+\\angle COB=180°$ (смежные). Значит $\\angle AOB=90°$, т.е. $AC\\perp BD$. $\\square$
`); +Но $\\angle AOB+\\angle COB=180°$ (смежные). Значит $\\angle AOB=90°$, т.е. $AC\\perp BD$. $\\square$
+ `); html += makeCard('rule','Признаки ромба','9.3',`Признак 1. Если у параллелограмма диагонали взаимно перпендикулярны, то он является ромбом.
Признак 2. Если у параллелограмма диагональ является биссектрисой угла, то он является ромбом.
Площадь ромба: $S = \\dfrac{d_1 \\cdot d_2}{2}$, где $d_1$, $d_2$ — диагонали.
-Также: $S = a^2 \\sin\\alpha$, где $a$ — сторона, $\\alpha$ — угол ромба.
`); +Также: $S = a^2 \\sin\\alpha$, где $a$ — сторона, $\\alpha$ — угол ромба.
+ `); /* --- INTERACTIVE 1: SVG-ромб с draggable вершиной --- */ html += `В квадрате со стороной $a$:
@@ -3143,12 +3740,50 @@ function buildP10(){$a$ — сторона, $d$ — диагональ, $P$ — периметр, $S$ — площадь:
\\[d = a\\sqrt{2} \\qquad a = \\dfrac{d}{\\sqrt{2}} = \\dfrac{d\\sqrt{2}}{2}\\] - \\[P = 4a \\qquad S = a^2 = \\dfrac{d^2}{2}\\]`); + \\[P = 4a \\qquad S = a^2 = \\dfrac{d^2}{2}\\] + `); /* --- INTERACTIVE 1: SVG-квадрат со слайдером --- */ html += `Теорема Фалеса. Если на одной стороне угла отложены равные отрезки и через их концы проведены прямые, параллельные другой стороне угла, то эти прямые отсекают на второй стороне угла равные отрезки.
Обобщение: если параллельные прямые пересекают две прямые (секущие) и отсекают на одной из них равные отрезки, то и на другой они отсекают равные отрезки.
-Формально: $a_1\\parallel a_2\\parallel a_3$, $OA_1=A_1A_2 \\Rightarrow OB_1=B_1B_2$.
`); +Формально: $a_1\\parallel a_2\\parallel a_3$, $OA_1=A_1A_2 \\Rightarrow OB_1=B_1B_2$.
+ `); html += makeCard('rule','Деление отрезка на n равных частей','11.2',`Алгоритм (деление $AB$ на $n$ частей):
@@ -3386,12 +4046,62 @@ function buildP11(){Через $A_1$ проведём прямую, параллельную $OB$. Она пересекает $A_2B_2$ в точке $C$.
$\\triangle OA_1B_1 \\cong \\triangle A_1A_2C$ (два угла и сторона): $\\angle A_1OB_1 = \\angle A_1A_2C$ (параллельные), $OA_1=A_1A_2$ (условие). $\\Rightarrow B_1C = OB_1$.
-Аналогично $\\triangle A_1B_1C \\cong \\triangle A_2B_2C'$... итог: $OB_1 = B_1B_2$. $\\square$
`); +Аналогично $\\triangle A_1B_1C \\cong \\triangle A_2B_2C'$... итог: $OB_1 = B_1B_2$. $\\square$
+ `); /* INTERACTIVE 1: SVG Теорема Фалеса */ html += `Медиана треугольника — отрезок, соединяющий вершину с серединой противоположной стороны.
-В треугольнике $ABC$: $AM_A$, $BM_B$, $CM_C$ — три медианы, где $M_A$, $M_B$, $M_C$ — середины сторон $BC$, $AC$, $AB$.
`); +В треугольнике $ABC$: $AM_A$, $BM_B$, $CM_C$ — три медианы, где $M_A$, $M_B$, $M_C$ — середины сторон $BC$, $AC$, $AB$.
+ `); html += makeCard('rule','Свойство медиан','12.2',`Теорема. Три медианы треугольника пересекаются в одной точке $G$ (центроид, центр тяжести), которая делит каждую медиану в отношении $2:1$, считая от вершины:
\\[AG:GM_A = BG:GM_B = CG:GM_C = 2:1\\] -Следствие: $AG = \\dfrac{2}{3}AM_A$, $GM_A = \\dfrac{1}{3}AM_A$.
`); +Следствие: $AG = \\dfrac{2}{3}AM_A$, $GM_A = \\dfrac{1}{3}AM_A$.
+ `); html += makeCard('example','Формулы для медиан','12.3',`Длина медианы $m_a$ (от вершины $A$ к середине $BC$):
\\[m_a = \\frac{1}{2}\\sqrt{2b^2+2c^2-a^2}\\]где $a,b,c$ — стороны треугольника.
-Если $G$ делит $AM_A$ в отношении $2:1$: дано $|GM_A|=x \\Rightarrow |AM_A|=3x$, $|AG|=2x$.
`); +Если $G$ делит $AM_A$ в отношении $2:1$: дано $|GM_A|=x \\Rightarrow |AM_A|=3x$, $|AG|=2x$.
+ `); /* INTERACTIVE 1: SVG-треугольник с медианами */ html += `Средняя линия треугольника — отрезок, соединяющий середины двух его сторон.
-В $\\triangle ABC$: $M_1$ — середина $AB$, $M_2$ — середина $AC$. Тогда $M_1M_2$ — средняя линия, параллельная $BC$.
`); +В $\\triangle ABC$: $M_1$ — середина $AB$, $M_2$ — середина $AC$. Тогда $M_1M_2$ — средняя линия, параллельная $BC$.
+ `); html += makeCard('rule','Свойство средней линии','13.2',`Теорема. Средняя линия треугольника параллельна третьей стороне и равна её половине:
\\[M_1M_2 \\parallel BC, \\quad M_1M_2 = \\frac{1}{2}BC\\] -В треугольнике три средние линии — они образуют срединный треугольник, делящий исходный на 4 равных треугольника.
`); +В треугольнике три средние линии — они образуют срединный треугольник, делящий исходный на 4 равных треугольника.
+ `); html += makeCard('example','Периметр срединного треугольника','13.3',`Если стороны $\\triangle ABC$ равны $a$, $b$, $c$, то стороны срединного треугольника:
\\[\\frac{a}{2},\\quad \\frac{b}{2},\\quad \\frac{c}{2}\\] -Периметр срединного треугольника $= \\dfrac{a+b+c}{2} = \\dfrac{P}{2}$.
`); +Периметр срединного треугольника $= \\dfrac{a+b+c}{2} = \\dfrac{P}{2}$.
+ `); /* INTERACTIVE 1: SVG треугольник со средними линиями */ html += `Средняя линия трапеции — отрезок $MN$, соединяющий середины боковых сторон.
Свойство: средняя линия параллельна основаниям и равна их полусумме:
\\[MN \\parallel AD \\parallel BC, \\quad MN = \\frac{a+b}{2}\\] -Площадь трапеции: $S = \\dfrac{(a+b)}{2} \\cdot h = MN \\cdot h$, где $h$ — высота.
`); +Площадь трапеции: $S = \\dfrac{(a+b)}{2} \\cdot h = MN \\cdot h$, где $h$ — высота.
+ `); html += makeCard('example','Формулы для трапеции','14.3',`Дано: основания $a$ и $b$, высота $h$, средняя линия $m$.
\\[m = \\frac{a+b}{2} \\quad \\Rightarrow \\quad a+b = 2m\\] \\[S = m \\cdot h = \\frac{(a+b)}{2} \\cdot h\\] -Из $m$ найти неизвестное основание: $b = 2m - a$.
`); +Из $m$ найти неизвестное основание: $b = 2m - a$.
+ `); /* INTERACTIVE 1: SVG-трапеция draggable */ html += `Равнобедренная трапеция — трапеция, у которой боковые стороны равны: $AB = CD$.
Свойство 1. Углы при каждом основании равны: $\\angle A = \\angle B$, $\\angle C = \\angle D$.
Свойство 2. Диагонали равны: $AC = BD$.
-Свойство 3. Сумма углов при одной боковой стороне равна $180°$: $\\angle A + \\angle D = 180°$, $\\angle B + \\angle C = 180°$.
`); +Свойство 3. Сумма углов при одной боковой стороне равна $180°$: $\\angle A + \\angle D = 180°$, $\\angle B + \\angle C = 180°$.
+ `); html += makeCard('rule','Доказательство свойства 1: углы при основании','15.2',`Из $A$ и $B$ опустим высоты $AH_1$ и $BH_2$ на $CD$ (нижнее основание).
$\\triangle AH_1D$ и $\\triangle BH_2C$: $AH_1=BH_2$ (высоты в трапеции с равными боковыми), $AD=BC$ (условие), $\\angle H_1=\\angle H_2=90°$.
По «гипотенуза-катет»: $\\triangle AH_1D \\cong \\triangle BH_2C \\Rightarrow \\angle D = \\angle C$.
-Аналогично $\\angle A = \\angle B$. $\\square$
`); +Аналогично $\\angle A = \\angle B$. $\\square$
+ `); html += makeCard('rule','Доказательство свойства 2: диагонали равны','15.3',`Рассмотрим $\\triangle ABD$ и $\\triangle BAC$ (общее основание $AB$).
$AD = BC$ (равнобедренная), $\\angle A = \\angle B$ (свойство 1), $AB = AB$.
-По признаку «два угла и сторона»: $\\triangle ABD \\cong \\triangle BAC \\Rightarrow BD = AC$. $\\square$
`); +По признаку «два угла и сторона»: $\\triangle ABD \\cong \\triangle BAC \\Rightarrow BD = AC$. $\\square$
+ `); /* INTERACTIVE 1: SVG равнобедренная трапеция */ html += `Признак 1. Если в трапеции углы при одном из оснований равны, то она является равнобедренной.
-Признак 2. Если в трапеции диагонали равны, то она является равнобедренной.
`); +Признак 2. Если в трапеции диагонали равны, то она является равнобедренной.
+Дано: трапеция $ABCD$, $AD \\parallel BC$, $\\angle A = \\angle B$. Доказать: $AD = BC$ (т.е. трапеция равнобедренная).
Через $C$ проведём прямую, параллельную $BD$, до пересечения с $AD$ в точке $E$. $BDCE$ — параллелограмм, $BE = CD$, $CE = BD$.
-В $\\triangle AEC$: $\\angle A = \\angle AEC$ (как внутренние односторонние при $BC \\parallel AE$, но $\\angle AEC = \\angle B = \\angle A$) $\\Rightarrow \\triangle AEC$ — равнобедренный, $AE = AC$... Итог: $AD = BC$. $\\square$
`); +В $\\triangle AEC$: $\\angle A = \\angle AEC$ (как внутренние односторонние при $BC \\parallel AE$, но $\\angle AEC = \\angle B = \\angle A$) $\\Rightarrow \\triangle AEC$ — равнобедренный, $AE = AC$... Итог: $AD = BC$. $\\square$
+ `); html += makeCard('rule','Доказательство признака 2','16.3',`Дано: трапеция $ABCD$, $AD \\parallel BC$, $AC = BD$. Доказать: $AD = BC$.
Рассмотрим $\\triangle ADB$ и $\\triangle BCA$: $AD = BC$ нужно доказать... применим метод от противного или через высоты.
-Из $A$ и $B$ опустим высоты $AH_1$, $BH_2$. В $\\triangle ACH_1$ и $\\triangle BDH_2$: $AC = BD$ (дано), $AH_1 = BH_2$ (высоты), значит $CH_1 = DH_2$. Откуда $AD = BC$. $\\square$
`); +Из $A$ и $B$ опустим высоты $AH_1$, $BH_2$. В $\\triangle ACH_1$ и $\\triangle BDH_2$: $AC = BD$ (дано), $AH_1 = BH_2$ (высоты), значит $CH_1 = DH_2$. Откуда $AD = BC$. $\\square$
+ `); /* INTERACTIVE 1: SVG признак 1 — равные углы */ html += `