23
Aplicat ¸ii ale numerelor complexe ˆ ın Geometrie Absolvent: Halit ¸˘ a Diana-Florina Coordonator ¸ stiint ¸ific: Prof. Dr. al˘ agean Grigore Introducere Capitolul I Capitolul II Probleme DIDACTICA MATEM- ATICII 2011 DIDACTICA MATEM- ATICII 2012 Bibliografie . . . . . . Aplicat ¸ii ale numerelor complexe ˆ ın Geometrie Absolvent: Halit ¸˘ a Diana-Florina Coordonator ¸ stiint ¸ific: Prof. Dr. S˘ al˘ agean Grigore UNIVERSITATEA ”BABES ¸-BOLYAI” CLUJ-NAPOCA FACULTATEA DE MATEMATIC ˘ AS ¸I INFORMATIC ˘ A Specializarea Matematic˘ a-Informatic˘ a, linia de studiu romˆ an˘ a 29 Iunie 2012

Aplicat˘ii ale numerelor complexe^ n Geometriediana.sotropa/files/research/prezentarelicenta.pdf · Probleme de coliniaritate ˘si conciclicitate Probleme de asem anare a dou a triunghiuri

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Aplicat˘ii ale numerelor complexe^ n Geometriediana.sotropa/files/research/prezentarelicenta.pdf · Probleme de coliniaritate ˘si conciclicitate Probleme de asem anare a dou a triunghiuri

Aplicatii alenumerelorcomplexe ınGeometrie

Absolvent:Halita

Diana-FlorinaCoordonatorstiintific:Prof. Dr.SalageanGrigore

Introducere

Capitolul I

Capitolul II

Probleme

DIDACTICAMATEM-ATICII2011

DIDACTICAMATEM-ATICII2012

Bibliografie

. . . . . .

Aplicatii ale numerelor complexe ın Geometrie

Absolvent: Halita Diana-FlorinaCoordonator stiintific: Prof. Dr. Salagean Grigore

UNIVERSITATEA ”BABES-BOLYAI” CLUJ-NAPOCAFACULTATEA DE MATEMATICA SI INFORMATICA

Specializarea Matematica-Informatica, linia de studiu romana

29 Iunie 2012

Page 2: Aplicat˘ii ale numerelor complexe^ n Geometriediana.sotropa/files/research/prezentarelicenta.pdf · Probleme de coliniaritate ˘si conciclicitate Probleme de asem anare a dou a triunghiuri

Aplicatii alenumerelorcomplexe ınGeometrie

Absolvent:Halita

Diana-FlorinaCoordonatorstiintific:Prof. Dr.SalageanGrigore

Introducere

Capitolul I

Capitolul II

Probleme

DIDACTICAMATEM-ATICII2011

DIDACTICAMATEM-ATICII2012

Bibliografie

. . . . . .

1 Introducere

2 Capitolul I

3 Capitolul II

4 Probleme

5 DIDACTICA MATEMATICII 2011

6 DIDACTICA MATEMATICII 2012

7 Bibliografie

Page 3: Aplicat˘ii ale numerelor complexe^ n Geometriediana.sotropa/files/research/prezentarelicenta.pdf · Probleme de coliniaritate ˘si conciclicitate Probleme de asem anare a dou a triunghiuri

Aplicatii alenumerelorcomplexe ınGeometrie

Absolvent:Halita

Diana-FlorinaCoordonatorstiintific:Prof. Dr.SalageanGrigore

Introducere

Capitolul I

Capitolul II

Probleme

DIDACTICAMATEM-ATICII2011

DIDACTICAMATEM-ATICII2012

Bibliografie

. . . . . .

Motivatia:

Cu ajutorul numerelor complexe se vor redescoperi vectorii,trigonometria si geometria.

Imbinarea dintre cele doua domenii: cel al NumerelorComplexe si cel al Geometriei este una inedita.

Interdisciplinaritatea

Continut:

Capitolul I: sunt detaliate aspecte teoretice, rezultateleclasice ale analizei complexe referitoare la tema aleasa.

Capitolul II: am propus spre rezolvarea cu ajutorulnumerelor complexe teoreme si probleme de geometrie.

Page 4: Aplicat˘ii ale numerelor complexe^ n Geometriediana.sotropa/files/research/prezentarelicenta.pdf · Probleme de coliniaritate ˘si conciclicitate Probleme de asem anare a dou a triunghiuri

Aplicatii alenumerelorcomplexe ınGeometrie

Absolvent:Halita

Diana-FlorinaCoordonatorstiintific:Prof. Dr.SalageanGrigore

Introducere

Capitolul I

Capitolul II

Probleme

DIDACTICAMATEM-ATICII2011

DIDACTICAMATEM-ATICII2012

Bibliografie

. . . . . .

CAPITOLUL I - Numere complexe - definitii

Proprietati generale

Masura unui unghi. Unghiul a doua drepte

Caracterizarea segmentului, a semidreptei si a dreptei

Afixul unui punct care ımparte un segment ıntr-un raportdat

Conditii de coliniaritate, perpendicularitate si conciclicitate

Triunghiuri asemenea

Ecuatiile dreptei ın plan

Ecuatiile unui cerc ın plan

Produsul real. Produsul complexTransformari geometrice

TranslatiaSimetriaRotatiaOmotetiaInversiunea

Page 5: Aplicat˘ii ale numerelor complexe^ n Geometriediana.sotropa/files/research/prezentarelicenta.pdf · Probleme de coliniaritate ˘si conciclicitate Probleme de asem anare a dou a triunghiuri

Aplicatii alenumerelorcomplexe ınGeometrie

Absolvent:Halita

Diana-FlorinaCoordonatorstiintific:Prof. Dr.SalageanGrigore

Introducere

Capitolul I

Capitolul II

Probleme

DIDACTICAMATEM-ATICII2011

DIDACTICAMATEM-ATICII2012

Bibliografie

. . . . . .

CAPITOLUL II - Teoreme si probleme rezolvate cuajutorul numerelor complexe

Probleme diverse

Probleme de coliniaritate si conciclicitate

Probleme de asemanare a doua triunghiuri

Probleme de constructie de guri geometrice

Teoreme faimoase din geometrie

TEOREMA LUI PAPPUSTEOREMA LUI EULER*RELATIA LUI EULER*INEGALITATEA LUI PTOLEMEUTEOREMA LUI POMPEIUDREAPTA LUI EULERDREAPTA LUI SIMSON*RELAIA LUI VAN AUBEL

Page 6: Aplicat˘ii ale numerelor complexe^ n Geometriediana.sotropa/files/research/prezentarelicenta.pdf · Probleme de coliniaritate ˘si conciclicitate Probleme de asem anare a dou a triunghiuri

Aplicatii alenumerelorcomplexe ınGeometrie

Absolvent:Halita

Diana-FlorinaCoordonatorstiintific:Prof. Dr.SalageanGrigore

Introducere

Capitolul I

Capitolul II

Probleme

DIDACTICAMATEM-ATICII2011

DIDACTICAMATEM-ATICII2012

Bibliografie

. . . . . .

CAPITOLUL II - Teoreme si probleme rezolvate cuajutorul numerelor complexe

Probleme de paralelism si perpendicularitate

Teoreme prezentate ın cadrul Sesiunilor de Comunicari

*TEOREMA LUI NAPOLEON* CERCUL CELOR NOUA PUNCTE ALE LUI EULER*DREAPTA LUI SIMSONProblema celor 4 cercuri*J.PETERSEN-P.H.SCHOUTE*Problema triunghiurilor congruente*OM St. Petersburg 2000*TST Iugoslavia 1992

Probleme date la concursuri si olimpiade scolare

Page 7: Aplicat˘ii ale numerelor complexe^ n Geometriediana.sotropa/files/research/prezentarelicenta.pdf · Probleme de coliniaritate ˘si conciclicitate Probleme de asem anare a dou a triunghiuri

Aplicatii alenumerelorcomplexe ınGeometrie

Absolvent:Halita

Diana-FlorinaCoordonatorstiintific:Prof. Dr.SalageanGrigore

Introducere

Capitolul I

Capitolul II

Probleme

DIDACTICAMATEM-ATICII2011

DIDACTICAMATEM-ATICII2012

Bibliografie

. . . . . .

PROBLEME DIVERSE - 3.1.7

Problema

Pe laturile AB si BC ale triunghiului ABC se construiescpatrate avand centrele D si E, a.ı. punctele C si D sunt situatede aceeasi parte a dreptei AB, iar punctele A si E sunt separatede dreapta BC. Sa se arate ca dreptele AC si DE seintersecteaza dupa un unghi de 45 ◦.

Page 8: Aplicat˘ii ale numerelor complexe^ n Geometriediana.sotropa/files/research/prezentarelicenta.pdf · Probleme de coliniaritate ˘si conciclicitate Probleme de asem anare a dou a triunghiuri

Aplicatii alenumerelorcomplexe ınGeometrie

Absolvent:Halita

Diana-FlorinaCoordonatorstiintific:Prof. Dr.SalageanGrigore

Introducere

Capitolul I

Capitolul II

Probleme

DIDACTICAMATEM-ATICII2011

DIDACTICAMATEM-ATICII2012

Bibliografie

. . . . . .

PROBLEME DE COLINIARITATE SICONCICLICITATE - 3.2.8

Problema

Fie A(zA),B(zB),C (zC ),D(zD) patru puncte pe un cerc.Aratati ca picioarele perpendicularelor din A, B pe dreapta CDsi picioarele perpendicularelor din C,D pe dreapta AB suntconciclice.

Page 9: Aplicat˘ii ale numerelor complexe^ n Geometriediana.sotropa/files/research/prezentarelicenta.pdf · Probleme de coliniaritate ˘si conciclicitate Probleme de asem anare a dou a triunghiuri

Aplicatii alenumerelorcomplexe ınGeometrie

Absolvent:Halita

Diana-FlorinaCoordonatorstiintific:Prof. Dr.SalageanGrigore

Introducere

Capitolul I

Capitolul II

Probleme

DIDACTICAMATEM-ATICII2011

DIDACTICAMATEM-ATICII2012

Bibliografie

. . . . . .

PROBLEME DE PARALELISM SIPERPENDICULARITATE - 3.6.2

Problema

Fie triunghiul ABC si ABDE, ACFG doua patrate exterioareacestuia pe laturile AB si AC. Fie M mijlocul lui BC. Sa searate ca EG ⊥ AM si EG = 2 · AM.

Page 10: Aplicat˘ii ale numerelor complexe^ n Geometriediana.sotropa/files/research/prezentarelicenta.pdf · Probleme de coliniaritate ˘si conciclicitate Probleme de asem anare a dou a triunghiuri

Aplicatii alenumerelorcomplexe ınGeometrie

Absolvent:Halita

Diana-FlorinaCoordonatorstiintific:Prof. Dr.SalageanGrigore

Introducere

Capitolul I

Capitolul II

Probleme

DIDACTICAMATEM-ATICII2011

DIDACTICAMATEM-ATICII2012

Bibliografie

. . . . . .

Teorema lui Napoleon

Problema

In exteriorul triunghiului ABC se construiesc triunghiurileechilaterale pozitiv orientate ACB ,BAC ,CBA. Demonstrati cacentrele de greutate ale acestor triunghiuri formeaza untriunghi echilateral.

Page 11: Aplicat˘ii ale numerelor complexe^ n Geometriediana.sotropa/files/research/prezentarelicenta.pdf · Probleme de coliniaritate ˘si conciclicitate Probleme de asem anare a dou a triunghiuri

Aplicatii alenumerelorcomplexe ınGeometrie

Absolvent:Halita

Diana-FlorinaCoordonatorstiintific:Prof. Dr.SalageanGrigore

Introducere

Capitolul I

Capitolul II

Probleme

DIDACTICAMATEM-ATICII2011

DIDACTICAMATEM-ATICII2012

Bibliografie

. . . . . .

Teorema lui Napoleon

In demonstrarea teoremei este nevoie de urmatoarele rezultate:Lema:

Fie A1(a1),A2(a2),A3(a3),B1(b1),B2(b2),B3(b3). Se dautriunghiurile A1A2A3 si B1B2B3. Stiind ca cele doua triunghiurisunt la fel orientate putem spune ca urmatoarele afirmatii suntechivalente:i) triunghiurile A1A2A3 si B1B2B3. sunt asemenea ın aceastaordine

ii)

∣∣∣∣∣∣1 1 1a1 a2 a3b1 b2 b3

∣∣∣∣∣∣ = 0.

Observatie:Triunghiul ABC este asemenea cu triunghiul BCA ⇔

triunghiul ABC este echilateral si are loc a+ ε · b + ε2 · c = 0,unde ε este radacina complexa nereala, de ordinul 3 a unitatii.

Page 12: Aplicat˘ii ale numerelor complexe^ n Geometriediana.sotropa/files/research/prezentarelicenta.pdf · Probleme de coliniaritate ˘si conciclicitate Probleme de asem anare a dou a triunghiuri

Aplicatii alenumerelorcomplexe ınGeometrie

Absolvent:Halita

Diana-FlorinaCoordonatorstiintific:Prof. Dr.SalageanGrigore

Introducere

Capitolul I

Capitolul II

Probleme

DIDACTICAMATEM-ATICII2011

DIDACTICAMATEM-ATICII2012

Bibliografie

. . . . . .

Teorema lui Napoleon

Page 13: Aplicat˘ii ale numerelor complexe^ n Geometriediana.sotropa/files/research/prezentarelicenta.pdf · Probleme de coliniaritate ˘si conciclicitate Probleme de asem anare a dou a triunghiuri

Aplicatii alenumerelorcomplexe ınGeometrie

Absolvent:Halita

Diana-FlorinaCoordonatorstiintific:Prof. Dr.SalageanGrigore

Introducere

Capitolul I

Capitolul II

Probleme

DIDACTICAMATEM-ATICII2011

DIDACTICAMATEM-ATICII2012

Bibliografie

. . . . . .

Cercul celor noua puncte ale lui Euler

Problema

Mijloacele laturilor unui triunghi, picioarele ınaltimilor ,mijloacele segmentelor ce unesc varfurile cu ortocentrul suntnoua puncte situate pe un cerc, cu centrul ın mijloculsegmentului care uneste centrul cercului circumscristriunghiului dat cu ortocentrul si cu raza egala cu jumatate dinraza cercului circumscris, numit cercul lui Euler.

Ideea de baza: Se determina afixele punctelor A’(piciorulınaltimii),A1(mijlocul lui BC),A”(mijlocul lui AH) si se arata ca

sunt pe cercul de centru E(mijlocul lui OH) si razaR

2.

Page 14: Aplicat˘ii ale numerelor complexe^ n Geometriediana.sotropa/files/research/prezentarelicenta.pdf · Probleme de coliniaritate ˘si conciclicitate Probleme de asem anare a dou a triunghiuri

Aplicatii alenumerelorcomplexe ınGeometrie

Absolvent:Halita

Diana-FlorinaCoordonatorstiintific:Prof. Dr.SalageanGrigore

Introducere

Capitolul I

Capitolul II

Probleme

DIDACTICAMATEM-ATICII2011

DIDACTICAMATEM-ATICII2012

Bibliografie

. . . . . .

DREAPTA LUI SIMSON

Problema

Fie A, B, C, L, M, N sase puncte pe un cerc. Atunci dreptelelui Simson ale punctelor L, M, N ın raport cu triunghiul ABC seintersecteaza ıntr-un singur punct daca si numai daca dreptelelui Simson ale punctelor A, B, C ın raport cu triunghiul LMN seintersecteaza ıntr-un singur punct. In plus ın acest caz cele sasedrepte ale lui Simson se intersecteaza ın mijlocul segmentuluiformat de ortocentrele triunghiurilor ABC si LMN.

Page 15: Aplicat˘ii ale numerelor complexe^ n Geometriediana.sotropa/files/research/prezentarelicenta.pdf · Probleme de coliniaritate ˘si conciclicitate Probleme de asem anare a dou a triunghiuri

Aplicatii alenumerelorcomplexe ınGeometrie

Absolvent:Halita

Diana-FlorinaCoordonatorstiintific:Prof. Dr.SalageanGrigore

Introducere

Capitolul I

Capitolul II

Probleme

DIDACTICAMATEM-ATICII2011

DIDACTICAMATEM-ATICII2012

Bibliografie

. . . . . .

DREAPTA LUI SIMSON

Page 16: Aplicat˘ii ale numerelor complexe^ n Geometriediana.sotropa/files/research/prezentarelicenta.pdf · Probleme de coliniaritate ˘si conciclicitate Probleme de asem anare a dou a triunghiuri

Aplicatii alenumerelorcomplexe ınGeometrie

Absolvent:Halita

Diana-FlorinaCoordonatorstiintific:Prof. Dr.SalageanGrigore

Introducere

Capitolul I

Capitolul II

Probleme

DIDACTICAMATEM-ATICII2011

DIDACTICAMATEM-ATICII2012

Bibliografie

. . . . . .

J.PETERSEN-P.H.SCHOUTE

Problema

Presupunand ca triunghiurile ABC si A1B1C1 sunt asemenea sica triunghiurile AA1A2,BB1B2 si CC1C2 sunt si ele asemeneaaratati ca triunghiurile A2B2C2 si ABC sunt asemenea.

Page 17: Aplicat˘ii ale numerelor complexe^ n Geometriediana.sotropa/files/research/prezentarelicenta.pdf · Probleme de coliniaritate ˘si conciclicitate Probleme de asem anare a dou a triunghiuri

Aplicatii alenumerelorcomplexe ınGeometrie

Absolvent:Halita

Diana-FlorinaCoordonatorstiintific:Prof. Dr.SalageanGrigore

Introducere

Capitolul I

Capitolul II

Probleme

DIDACTICAMATEM-ATICII2011

DIDACTICAMATEM-ATICII2012

Bibliografie

. . . . . .

Problema triunghiurilor congruente

Problema

Fie P un punct situat pe cercul circumscris unui triunghi ABC.Sa se arate ca ortocentrele triunghiurilor PAB, PBC, PCAformeaza un triunghi congruent cu cel dat.

Page 18: Aplicat˘ii ale numerelor complexe^ n Geometriediana.sotropa/files/research/prezentarelicenta.pdf · Probleme de coliniaritate ˘si conciclicitate Probleme de asem anare a dou a triunghiuri

Aplicatii alenumerelorcomplexe ınGeometrie

Absolvent:Halita

Diana-FlorinaCoordonatorstiintific:Prof. Dr.SalageanGrigore

Introducere

Capitolul I

Capitolul II

Probleme

DIDACTICAMATEM-ATICII2011

DIDACTICAMATEM-ATICII2012

Bibliografie

. . . . . .

Problema celor 4 cercuri

Problema

Fie C1,C2,C3,C4 patru cercuri ın plan si M1,M2 punctele deintersectie ale lui C1 cu C2, N1,N2 punctele de intersectie alelui C2 cu C3, P1,P2 punctele de intersectie ale lui C3 cu C4 siQ1,Q2 punctele de intersectie ale lui C4 cu C1. Sa sedemonstreze ca M1,N1,P1,Q1 sunt conciclice⇔ M2,N2,P2,Q2 sunt conciclice.

Page 19: Aplicat˘ii ale numerelor complexe^ n Geometriediana.sotropa/files/research/prezentarelicenta.pdf · Probleme de coliniaritate ˘si conciclicitate Probleme de asem anare a dou a triunghiuri

Aplicatii alenumerelorcomplexe ınGeometrie

Absolvent:Halita

Diana-FlorinaCoordonatorstiintific:Prof. Dr.SalageanGrigore

Introducere

Capitolul I

Capitolul II

Probleme

DIDACTICAMATEM-ATICII2011

DIDACTICAMATEM-ATICII2012

Bibliografie

. . . . . .

OM St. Petersburg 2000

Problema

Dreapta T este tangenta la cercul circumscris triunghiuluiascutitunghic ABC ın punctul B. Fie K proiectia ortocentruluitriunghiului ABC pe dreapta T. Fie L mijlocul laturii AC. Sa searate ca triunghiul BKL este isoscel.

Page 20: Aplicat˘ii ale numerelor complexe^ n Geometriediana.sotropa/files/research/prezentarelicenta.pdf · Probleme de coliniaritate ˘si conciclicitate Probleme de asem anare a dou a triunghiuri

Aplicatii alenumerelorcomplexe ınGeometrie

Absolvent:Halita

Diana-FlorinaCoordonatorstiintific:Prof. Dr.SalageanGrigore

Introducere

Capitolul I

Capitolul II

Probleme

DIDACTICAMATEM-ATICII2011

DIDACTICAMATEM-ATICII2012

Bibliografie

. . . . . .

TST Iugoslavia 1992

Problema

Se construiesc ın exteriorul triunghiului ABC patratele BCDE,CAFG, ABHI. Fie GCDQ si EBHP paralelograme. Sa sedemonstreze ca triunghiul APQ este isoscel.

Page 21: Aplicat˘ii ale numerelor complexe^ n Geometriediana.sotropa/files/research/prezentarelicenta.pdf · Probleme de coliniaritate ˘si conciclicitate Probleme de asem anare a dou a triunghiuri

Aplicatii alenumerelorcomplexe ınGeometrie

Absolvent:Halita

Diana-FlorinaCoordonatorstiintific:Prof. Dr.SalageanGrigore

Introducere

Capitolul I

Capitolul II

Probleme

DIDACTICAMATEM-ATICII2011

DIDACTICAMATEM-ATICII2012

Bibliografie

. . . . . .

T. Andreescu, D. Andrica, Complex numbers from A to ...Z. Birkhauser, Boston(2005)

D. Andrica, N. Bisboaca Numere Complexe. Problemerezolvate din manualele alternative. EdituraMillenium(2000)

D. Andrica, C. Varga, D. Vacaretu, Teme si probleme alesede geometrie. Editura ProMedia Plus, Cluj-Napoca(1997)

V. Boskoff, L. Nicolescu, Probleme practice de geometrie.Editura tehnica(1990)

L.S. Hahn, Complex Numbers&Geometry.TheMathematichal Association of America(1984)

Page 22: Aplicat˘ii ale numerelor complexe^ n Geometriediana.sotropa/files/research/prezentarelicenta.pdf · Probleme de coliniaritate ˘si conciclicitate Probleme de asem anare a dou a triunghiuri

Aplicatii alenumerelorcomplexe ınGeometrie

Absolvent:Halita

Diana-FlorinaCoordonatorstiintific:Prof. Dr.SalageanGrigore

Introducere

Capitolul I

Capitolul II

Probleme

DIDACTICAMATEM-ATICII2011

DIDACTICAMATEM-ATICII2012

Bibliografie

. . . . . .

N. Mihaileanu, Utilizarea numerelor complexe ın geometrie.Editura Tehnica, Bucuresti (1968)

P.S. Modenov, Problems in Geometry. Mir Publishers -Moscow(1981)

G. Salagean, Geometria planului complex, EdituraProMedia Plus, Cluj-Napoca(1997)

A. Stan, Sinteze matematice, Editura Rafet(1997)

P.J. Nahin, An imaginary tale. The story of√−1,

Princeton University Press(1998)

www.imomath.com

Page 23: Aplicat˘ii ale numerelor complexe^ n Geometriediana.sotropa/files/research/prezentarelicenta.pdf · Probleme de coliniaritate ˘si conciclicitate Probleme de asem anare a dou a triunghiuri

Aplicatii alenumerelorcomplexe ınGeometrie

Absolvent:Halita

Diana-FlorinaCoordonatorstiintific:Prof. Dr.SalageanGrigore

Introducere

Capitolul I

Capitolul II

Probleme

DIDACTICAMATEM-ATICII2011

DIDACTICAMATEM-ATICII2012

Bibliografie

. . . . . .

Va multumesc pentru atentie!

Absolvent: Halita Diana - Florina