Cechy podobieństwa trójkątów — skala, przykłady i zadania
Trójkąty są podobne, gdy mają równe kąty (cecha KK), proporcjonalne trzy boki (BBB) albo dwa boki proporcjonalne i równy kąt między nimi (BKB). Odpowiadające boki trójkątów podobnych są w tym samym stosunku — skali k.
Trójkąty są podobne, gdy mają równe kąty (cecha KK), proporcjonalne trzy boki (BBB) albo dwa boki proporcjonalne i równy kąt między nimi (BKB). W trójkątach podobnych odpowiadające boki są w tym samym stosunku — skali k — a zapis △ABC∼△KLM mówi, które wierzchołki sobie odpowiadają (A↔K, B↔L, C↔M).
Skala z pary boków: 6→9 daje k=69=1,5, więc bok 8 przechodzi na 8⋅1,5=12.
Cecha KK bez rysunku: trójkąt o kątach 40∘, 60∘ i trójkąt o kątach 60∘, 80∘ są podobne, bo ich trzecie kąty to 80∘ i 40∘ — te same trzy miary.
Prosta równoległa do boku BC odcina trójkąt ADE∼ABC: przy ∣AD∣=4, ∣DB∣=2, ∣BC∣=9 jest ∣DE∣=9⋅64=6 (skala z całego boku ∣AB∣=6, nie z ∣DB∣).
„Motylek”: gdy AC i BD przecinają się w O, a AD∥BC, to △AOD∼△COB (kąty wierzchołkowe i naprzemianległe) i ∣OC∣∣OA∣=∣OB∣∣OD∣=∣BC∣∣AD∣.
Skala z całego boku — pułapki na maturze
Na maturze: cech podobieństwa nie ma na karcie wzorów — wystarczy pamiętać, że dwa równe kąty (wspólny kąt, kąty wierzchołkowe, naprzemianległe przy równoległych, dwa kąty proste) już dają podobieństwo. Zadanie za 1 pkt to zwykle proporcja z rysunku z prostymi równoległymi albo z zapisu typu △ABC∼△BDA; za 2 pkt — dwa trójkąty prostokątne o równym kącie ostrym, gdzie z proporcji dzielisz odcinek (x+y = całość), a potem stosujesz twierdzenie Pitagorasa. Najczęstsza pułapka: skala liczona z kawałka boku (np. ∣BD∣) zamiast z całego boku od wspólnego wierzchołka.
Przykłady krok po kroku
Każdy przykład to inny typ zadania z tego tematu: najpierw sposób, potem zadanie rozwiązane krok po kroku.
Przykład 1 Brakujący bok ze skali podobieństwa
Wyznaczasz skalę k jako iloraz pary odpowiadających boków, a potem mnożysz lub dzielisz przez k, żeby dostać brakujący bok.
Zadanie Trójkąty ABC i DEF są podobne, przy czym bok AB odpowiada bokowi DE, a bok BC — bokowi EF. Dane: ∣AB∣=8, ∣DE∣=12, ∣EF∣=15. Oblicz długość boku BC.
1Skalę liczę z tej pary boków, w której znam obie długości: k=∣AB∣∣DE∣=812=1,5 — trójkąt DEF jest większy.
2Bok EF odpowiada bokowi BC i leży w większym trójkącie, więc ∣EF∣=k⋅∣BC∣ — szukany bok trzeba podzielić przez k, nie pomnożyć.
3∣BC∣=k∣EF∣=1,515=10.
4Kontrola: 10⋅1,5=15=∣EF∣ ✓, więc ∣BC∣=10.
Odpowiedź: ∣BC∣=10
Przykład 2 Sprawdzanie podobieństwa cechą KK lub BBB
Sprawdzasz, czy trójkąty są podobne: porównujesz ilorazy trzech par boków (BBB) albo dwa kąty, licząc w razie potrzeby trzeci z sumy 180° (KK), i ustalasz, który wierzchołek odpowiada któremu.
Zadanie W trójkącie ABC: ∣∠A∣=50∘, ∣∠B∣=60∘. W trójkącie KLM: ∣∠K∣=70∘, ∣∠L∣=50∘. Czy trójkąty są podobne? Jeśli tak, zapisz podobieństwo z wierzchołkami w kolejności odpowiadania.
1Cecha KK wymaga dwóch par równych kątów, a podane kąty nie pokrywają się wprost — liczę więc trzecie kąty: ∣∠C∣=180∘−50∘−60∘=70∘, ∣∠M∣=180∘−70∘−50∘=60∘.
2Zestawy kątów: ABC: 50∘,60∘,70∘; KLM: 70∘,50∘,60∘ — te same trzy miary, więc trójkąty są podobne (KK).
3Wierzchołki paruję według równych kątów: A(50∘)↔L(50∘), B(60∘)↔M(60∘), C(70∘)↔K(70∘).
4Zapis: △ABC∼△LMK — kolejność liter w drugim trójkącie wynika z kątów, nie z alfabetu.
Odpowiedź: Tak (KK): △ABC∼△LMK
Przykład 3 Odpowiadające boki z zapisu podobieństwa
Z zapisu ABC ~ KLM odczytujesz pary wierzchołków (A↔K, B↔L, C↔M), układasz proporcję odpowiadających boków i rozwiązujesz ją — także gdy trójkąty mają wspólny bok lub kąt.
Zadanie W trójkącie ABC dane są ∣AB∣=6 i ∣AC∣=9. Na boku AC wybrano punkt D tak, że trójkąty ABC i ADB są podobne (△ABC∼△ADB, wierzchołki w kolejności odpowiadania). Oblicz ∣AD∣.
1Z zapisu △ABC∼△ADB odczytuję pary wierzchołków: A↔A, B↔D, C↔B (kąt przy A jest wspólny, a kąt ABD równy kątowi ACB).
2Odpowiadające boki: AB↔AD, BC↔DB, CA↔BA. Do proporcji biorę parę z niewiadomą i parę, w której znam obie długości: ∣AD∣∣AB∣=∣BA∣∣CA∣.
3Podstawiam: ∣AD∣6=69, czyli 9⋅∣AD∣=36.
4∣AD∣=4 — mniej niż ∣AC∣=9, więc punkt D rzeczywiście leży na boku AC.
Odpowiedź: ∣AD∣=4
Przykład 4 Prosta równoległa do boku — trójkąt w trójkącie
Gdy prosta równoległa do boku odcina mniejszy trójkąt, układasz proporcję całych boków od wspólnego wierzchołka (AD/AB = AE/AC = DE/BC), nie kawałków przy podstawie.
Zadanie Ramiona kąta o wierzchołku A przecięto prostymi równoległymi k i l: prosta k w punktach B i C, prosta l w punktach D i E, przy czym B i D leżą na jednym ramieniu (B między A i D), a C i E na drugim. Dane: ∣AB∣=5, ∣BD∣=3, ∣BC∣=7, ∣CE∣=6. Oblicz ∣DE∣ oraz ∣AC∣.
1Proste k∥l, więc kąty przy B i D są równe (odpowiadające), a kąt przy A jest wspólny — trójkąty ABC i ADE są podobne (KK).
2Skala to stosunek całych boków od wierzchołka A: k=∣AB∣∣AD∣=55+3=58 (nie 53 — odcinek BD nie jest bokiem żadnego z tych trójkątów).
3Odcinek DE odpowiada BC: ∣DE∣=58⋅7=11,2.
4Na drugim ramieniu ∣AE∣=∣AC∣+6 i ∣AC∣∣AE∣=58, więc 5(∣AC∣+6)=8∣AC∣, czyli 30=3∣AC∣.
5∣AC∣=10 (wtedy ∣AE∣=16; kontrola: 16:10=8:5 ✓).
Odpowiedź: ∣DE∣=11,2, ∣AC∣=10
Przykład 5 „Motylek”: trójkąty między prostymi równoległymi
Gdy odcinki AC i BD przecinają się w O, a AD ∥ BC, trójkąty AOD i COB są podobne (kąty wierzchołkowe i naprzemianległe) — układasz proporcję OA/OC = OD/OB = AD/BC.
Zadanie Proste k i l są równoległe. Punkty A i D leżą na prostej k, punkty B i C na prostej l, a odcinki AC i BD przecinają się w punkcie O. Dane: ∣OA∣=10, ∣OC∣=4, ∣OD∣=15, ∣BC∣=8. Oblicz ∣OB∣ oraz ∣AD∣.
1Kąty AOD i COB są wierzchołkowe, a kąty OAD i OCB — naprzemianległe przy równoległych k i l, więc △AOD∼△COB (KK).
2Wierzchołki odpowiadają sobie: A↔C, O↔O, D↔B (odcinki na tej samej prostej przez O tworzą parę). Skala: k=∣OC∣∣OA∣=410=2,5.
3OD odpowiada OB i leży w większym trójkącie: ∣OB∣=k∣OD∣=2,515=6.
4AD odpowiada CB: ∣AD∣=k⋅∣BC∣=2,5⋅8=20.
Odpowiedź: ∣OB∣=6, ∣AD∣=20
Przykład 6 Podział odcinka z podobieństwa i twierdzenie Pitagorasa
Dwa trójkąty prostokątne z równym kątem ostrym są podobne: z proporcji x : y = stosunek przyprostokątnych i x + y = całość liczysz podział odcinka, a z twierdzenia Pitagorasa — szukany odcinek.
Zadanie Czworokąt ABCD jest trapezem prostokątnym o podstawach AB i DC i kątach prostych przy wierzchołkach A i D. Punkt E leży na ramieniu AD tak, że ∣∠AEB∣=∣∠DEC∣. Dane: ∣AB∣=9, ∣DC∣=12, ∣AD∣=28. Oblicz długość odcinka CE.
1Kąty przy A i D są proste, a kąty AEB i DEC równe z założenia, więc △ABE∼△DCE (KK); wierzchołki: A↔D, B↔C, E↔E.
2Proporcja przyprostokątnych: ∣DE∣∣AE∣=∣DC∣∣AB∣=129=43, więc oznaczam ∣AE∣=3t, ∣DE∣=4t.
3Punkt E leży na AD, więc 3t+4t=28, stąd t=4: ∣AE∣=12, ∣DE∣=16.
4Z twierdzenia Pitagorasa w trójkącie DCE: ∣CE∣=162+122=256+144=400=20.
Odpowiedź: ∣CE∣=20
Najczęstsze błędy
Skala liczona z kawałka boku zamiast z całego boku od wspólnego wierzchołka. Przy ∣AD∣=4 i ∣DB∣=2 skala to 64, nie 24.
Łączenie wierzchołków według alfabetu zamiast według równych kątów. Zapis △ABC∼△LMK wynika z kątów.
Mnożenie przez skalę, gdy trzeba dzielić. Bok mniejszego trójkąta to odpowiadający mu bok większego podzielony przez k.
Sprawdź się na zadaniach
Rozwiąż samodzielnie, a potem sprawdź odpowiedź i rozwiązanie krok po kroku.
Zadanie 1
Trójkąty ABC i KLM są podobne, przy czym bok AB odpowiada bokowi KL, a bok AC — bokowi KM. Dane: ∣AB∣=6, ∣AC∣=9, ∣KL∣=4. Długość boku KM jest równa:
Rozwiązanie krok po kroku
1 Bok KM odpowiada bokowi AC, więc ∣KM∣=32⋅9. Wpisz wynik. → 6
Zadanie 2
Trójkąt o bokach 6, 9, 12 jest podobny do trójkąta o bokach 4, 6, x (boki wymienione w kolejności odpowiadania). Wtedy x jest równe:
Rozwiązanie krok po kroku
1 Bok x odpowiada bokowi 12: x=12⋅32. Wpisz wynik. → 8
Zadanie 3
W trójkącie ABC punkt D leży na boku AB tak, że △ABC∼△ACD. Dane: ∣AB∣=18, ∣AC∣=6. Długość odcinka AD jest równa:
Rozwiązanie krok po kroku
1 Podstaw: 618=∣AD∣6. Oblicz ∣AD∣. → 2
Zadanie 4
Ramiona kąta o wierzchołku P przecięto dwiema prostymi równoległymi: pierwsza przecina ramiona w punktach K i L, druga w punktach M i N, przy czym K i M leżą na jednym ramieniu (K między P i M), a L i N na drugim. Dane: ∣PK∣=4, ∣KM∣=6, ∣KL∣=3. Długość odcinka MN jest równa:
Rozwiązanie krok po kroku
1 Oblicz długość całego boku PM: ∣PM∣=∣PK∣+∣KM∣. → 10
2MN odpowiada KL: ∣MN∣=3⋅2,5. Wpisz wynik. → 7.5
Zadanie 5
Proste k i l są równoległe. Punkty A i D leżą na prostej k, punkty B i C na prostej l, a odcinki AC i BD przecinają się w punkcie O. Dane: ∣OA∣=9, ∣OB∣=4, ∣OD∣=6. Długość odcinka OC jest równa:
Rozwiązanie krok po kroku
1 Skala AOD do COB z pary OD↔OB: 6:4. Wpisz jako ułamek dziesiętny. → 1.5
Zadanie 6
Czworokąt ABCD jest trapezem prostokątnym o podstawach AB i DC i kątach prostych przy wierzchołkach A i D. Punkt E leży na ramieniu AD tak, że ∣∠AEB∣=∣∠DEC∣. Dane: ∣AB∣=10, ∣DC∣=5, ∣AD∣=18. Długość odcinka AE jest równa:
Rozwiązanie krok po kroku
1 Odcinek AD=18 dzieli się na 2+1=3 części. Ile wynosi jedna część? → 6
Zadanie egzaminacyjnearkusz CKE · zadanie 24
W trójkącie równoramiennym ABC dane są: ∣AC∣=∣BC∣=4 i ∣AB∣=3. Na boku BC, między punktami B i C, wybrano taki punkt D, że trójkąty ABC i BDA są podobne (zobacz rysunek).
Dokończ zdanie. Wybierz właściwą odpowiedź spośród podanych.
Skala podobieństwa a pola figur podobnychMarek Duda
Najczęstsze pytania
Jakie są cechy podobieństwa trójkątów?
Trzy: KK — trójkąty mają równe kąty (wystarczą dwie pary), BBB — trzy pary boków są proporcjonalne, BKB — dwie pary boków są proporcjonalne, a kąty między nimi równe.
Jak obliczyć skalę podobieństwa trójkątów?
Podziel długości pary odpowiadających boków. Bok 6 przechodzi na 9, więc k=69=1,5, a bok 8 przechodzi na 8⋅1,5=12.
Kiedy trójkąty są podobne na podstawie kątów?
Wystarczą dwa równe kąty, bo trzeci wynika z sumy 180∘. Trójkąt o kątach 40∘ i 60∘ jest podobny do trójkąta o kątach 60∘ i 80∘ — oba mają kąty 40∘, 60∘ i 80∘.
Jak odczytać odpowiadające boki z zapisu podobieństwa?
Kolejność liter pokazuje pary wierzchołków: △ABC∼△KLM oznacza A↔K, B↔L, C↔M, więc bok AB odpowiada bokowi KL, a BC — bokowi LM.
Dlaczego trójkąty prostokątne z równym kątem ostrym są podobne?
Mają kąt prosty i równy kąt ostry, czyli dwie pary równych kątów — to cecha KK.
Diagnoza jest bezpłatna, a na start wystarczą imię i klasa — bez adresu e-mail. To test w Compass —
platformie diagnostyczno-adaptacyjnej z AI (35 pytań, zwykle 15–30 minut), który pokaże, które
tematy matury podstawowej już umiesz, a które trzeba powtórzyć. E-mail podajesz po teście, jeśli chcesz zapisać wynik
i dostać lekcje i zadania dobrane do niego.