Завдання 18 НМТ: геометрична відповідність
~20 хв · 9 розділів · 12 тестових запитань
Частина кар’єрної траєкторії Підготовка до НМТ 2027: Математика — повний курс.
Розв'язання геометричної відповідності № 18: три пов'язані обчислення в прямокутному чи рівнобедреному трикутнику, трапеції, паралелограмі, ромбі або задачі на перетворення координат. Покрокова побудова рисунка, теорема Піфагора, площі та симетрія — від точної першої величини залежать усі три пари.
Завдання № 18 на НМТ — це завдання на відповідність (логічні пари). Тобі дають одну геометричну фігуру й три запитання про її елементи (1, 2, 3). Праворуч — п'ять варіантів відповідей (А–Д). Твоє завдання — встановити три правильні пари. За кожну правильну пару дають 1 бал, тож максимум — 3 бали.
Перший і найважливіший крок — рисунок. Якщо в умові немає готового рисунка, будуй його сам. Він не мусить бути ідеально точним, але пропорції мають бути правдоподібними: гострий кут не малюють тупим, більшу основу — меншою. Нанеси на рисунок усі числові дані: довжини сторін, величини кутів, позначки прямих кутів. Познач також шукані величини, про які запитують у пунктах 1, 2, 3.
У трапеції головний прийом — провести висоту. Це миттєво створює прямокутний трикутник, до якого можна застосувати теорему Піфагора.
Прямокутна трапеція
У прямокутній трапеції одна бічна сторона перпендикулярна до основ — вона й є висотою. Другу (похилу) сторону разом із висотою й відрізком більшої основи, що виступає за меншу, з'єднує прямокутний трикутник. Відрізок, який відтинає висота від більшої основи, дорівнює різниці основ: .
Рівнобічна трапеція
У рівнобічній трапеції висоти, проведені з кінців меншої основи, відтинають від більшої основи два рівні відрізки, кожен довжиною . Отже, основа прямокутного трикутника, утвореного висотою, бічною стороною та частиною більшої основи, дорівнює .
Перш ніж починати обчислення, склади план у чернетці: у якому порядку обчислювати три величини? Яка з них спирається на іншу? Зазвичай спершу знаходять висоту (або сторону, спільну для кількох обчислень). Від висоти залежить площа, а площа потрібна для знаходження висоти до іншої сторони через формулу площі.
Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.
Розгляньмо типові фігури, які трапляються в завданні № 18. Усі обчислення спираються на теорему Піфагора, формули площ і тригонометричні співвідношення в прямокутному трикутнику.
Прямокутна трапеція
Дано прямокутну трапецію з основами і та похилою бічною стороною .
Відрізок більшої основи, який виступає за меншу: .
Висота за теоремою Піфагора: .
Площа: .
Менша діагональ (від вершини прямого кута при більшій основі): .
Більша діагональ: .
Зверни увагу: менша діагональ іде від прямого кута при більшій основі до вершини при меншій основі. Її проєкція на більшу основу дорівнює меншій основі, а проєкція на висоту — самій висоті.
Рівнобічна трапеція
Дано рівнобічну трапецію з основами і та бічною стороною .
Відрізок, який відтинає висота від більшої основи: .
Висота: .
Площа: .
Середня лінія: .
Пам'ятай: у довідці НМТ формули середньої лінії трапеції немає, але її легко вивести з формули площі. Якщо в задачі знадобиться середня лінія, обчисли її як півсуму основ.
Ромб
Дано ромб з діагоналями і . Діагоналі ромба перетинаються під прямим кутом і діляться навпіл.
Сторона: .
Площа через діагоналі: .
Периметр: .
Висота: .
Паралелограм
Дано паралелограм зі сторонами і та гострим кутом .
Площа: .
Висота до сторони : .
Висоту до сторони можна знайти через площу: .
У паралелограмі зручно використовувати формулу площі через дві сторони й синус кута між ними: . Та сама площа, виражена як , дає змогу знайти висоту до будь-якої сторони.
Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.
Трикутник — найпростіша геометрична фігура, але в завданні № 18 обчислення в ньому можуть бути пов'язаними: спершу знаходиш висоту, потім площу, а потім — висоту до іншої сторони через ту саму площу. Розгляньмо обидва основні види.
Прямокутний трикутник
Дано прямокутний трикутник з катетами і .
Гіпотенуза: .
Площа: .
Висота до гіпотенузи: (через подвійний вираз площі: ).
Синус кута, протилежного катету : .
Медіана до гіпотенузи дорівнює половині гіпотенузи: .
Запам'ятай важливий прийом: висоту до гіпотенузи знаходять через площу. Площа прямокутного трикутника дорівнює півдобутку катетів, але також півдобутку гіпотенузи на висоту до неї: . Звідси .
Рівнобедрений трикутник
Дано рівнобедрений трикутник з основою і бічною стороною .
Висота до основи є також медіаною й бісектрисою. Вона ділить основу навпіл: .
Висота за теоремою Піфагора: .
Площа: .
Периметр: .
Косинус кута при основі: .
Кут 30° у прямокутному трикутнику
Якщо в прямокутному трикутнику один гострий кут дорівнює , то:
катет, протилежний цьому куту, дорівнює половині гіпотенузи;
катет, прилеглий до цього кута, дорівнює гіпотенузі, помноженій на .
Ланцюжок залежностей
У трикутнику величини часто пов'язані так: спершу знаходять висоту (наприклад, до основи), потім через неї — площу, а потім через ту саму площу — висоту до іншої сторони. Наприклад:
Крок | Що знаходимо | Як |
|---|---|---|
1 | Висота до основи | теорема Піфагора |
2 | Площа | |
3 | Висота до бічної сторони |
Помилка на першому кроці (неправильна висота) знищує всі три пари. Тому першу величину варто перевірити окремо — наприклад, обчислити її двома різними способами, якщо це можливо.
Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.
Іноді завдання № 18 стосується не фігури, а точок на координатній площині. Три запитання — три різні перетворення однієї точки. Тут важливо не плутати правила симетрії.
Симетрія відносно осей і початку координат
Перетворення | Формула | Приклад для A(2; −3) |
|---|---|---|
Симетрія відносно Ox | ||
Симетрія відносно Oy | ||
Симетрія відносно початку координат |
Запам'ятай простий мнемонічний прийом: симетрія відносно осі Ox змінює знак тільки в координати y (горизонтальна вісь не рухається); симетрія відносно осі Oy змінює знак тільки в x; симетрія відносно початку змінює обидва знаки.
Паралельне перенесення
Паралельне перенесення задається вектором . Кожна точка переходить у нову точку за формулою: .
Точка при перенесенні на вектор переходить у .
Важливо: знак вектора показує напрямок. Якщо a < 0, зміщуємося вліво; якщо b < 0 — униз.
Поворот навколо початку координат
Поворот на проти годинникової стрілки: . Поворот за годинниковою стрілкою: . Проте в завданні № 18 поворот трапляється рідко; основна увага — на симетрію та паралельне перенесення.
Центральна симетрія відносно точки M
Якщо точка M — центр симетрії, то вона є серединою відрізка між точкою A та її образом A'. Якщо і , то образ .
Кожне перетворення обчислюють окремо. Результат одного не залежить від іншого, тому помилка в одній парі не впливає на інші — це відрізняє цей тип завдання від задач на фігуру.
Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.
Розгляньмо чотири приклади, які охоплюють усі основні види геометричної відповідності. Кожен приклад — це три логічні пари (1, 2, 3 → А–Д). Розв'язуймо покроково.
Приклад 1. Прямокутна трапеція
Умова. Прямокутна трапеція має основи 9 і 4, більша бічна сторона дорівнює 13. Установіть відповідність:
Пункт | Величина |
|---|---|
1 | Висота трапеції |
2 | Площа трапеції |
3 | Менша діагональ |
Варіанти відповідей: А 12, Б 78, В 4√10, Г 15, Д 5.
Розв'язання
Крок 1. У прямокутній трапеції одна бічна сторона перпендикулярна до основ — це висота. Друга бічна сторона — похила (13). Відрізок, на який більша основа довша за меншу: .
Крок 2. Висота: . Отже, 1 → А.
Крок 3. Площа: . Отже, 2 → Б.
Крок 4. Менша діагональ іде від вершини прямого кута при більшій основі (9) до вершини при меншій основі (4). Її катети — висота (12) і менша основа (4): . Отже, 3 → В.
Г (15) — це більша діагональ . Д (5) — це відрізок основи , а не висота.
Відповідь: 1–А, 2–Б, 3–В.
Приклад 2. Рівнобедрений трикутник
Умова. Рівнобедрений трикутник має бічну сторону 10 і основу 12. Установіть відповідність:
Пункт | Величина |
|---|---|
1 | Висота до основи |
2 | Площа |
3 | Висота до бічної сторони |
Варіанти відповідей: А 8, Б 48, В 9,6, Г 96, Д 6.
Розв'язання
Крок 1. Висота до основи є медіаною: ділить основу навпіл (12/2 = 6). За теоремою Піфагора: . Отже, 1 → А.
Крок 2. Площа: . Отже, 2 → Б.
Крок 3. Висота до бічної сторони — через площу: , звідки . Отже, 3 → В.
Г (96) — це , не поділили на бічну сторону. Д (6) — половина основи, а не висота.
Відповідь: 1–А, 2–Б, 3–В.
Приклад 3. Перетворення на координатній площині
Умова. Дано точку A(−3; 5). Установіть відповідність:
Пункт | Перетворення |
|---|---|
1 | Симетрія відносно осі Oy |
2 | Симетрія відносно початку координат |
3 | Паралельне перенесення на вектор (4; −6) |
Варіанти відповідей: А (3; 5), Б (3; −5), В (1; −1), Г (−3; −5), Д (−7; 11).
Розв'язання
Крок 1. Симетрія відносно Oy: змінюємо знак x, y не чіпаємо: (−3; 5) → (3; 5). Отже, 1 → А.
Крок 2. Симетрія відносно початку координат: змінюємо обидва знаки: (−3; 5) → (3; −5). Отже, 2 → Б.
Крок 3. Паралельне перенесення на вектор (4; −6): (−3 + 4; 5 + (−6)) = (1; −1). Отже, 3 → В.
Г (−3; −5) — симетрія відносно Ox. Д (−7; 11) — координати вектора відняли замість додати.
Відповідь: 1–А, 2–Б, 3–В.
Приклад 4. Ромб із кутом 60°
Умова. Ромб має сторону 10 і гострий кут 60°. Установіть відповідність:
Пункт | Величина |
|---|---|
1 | Менша діагональ |
2 | Більша діагональ |
3 | Площа |
Варіанти відповідей: А 10, Б 10√3, В 50√3, Г 100, Д 20.
Розв'язання
Крок 1. Менша діагональ ромба протилежна гострому куту 60°. Діагональ ділить кут 60° навпіл, але простіше: ромб з кутом 60° складається з двох рівносторонніх трикутників зі стороною 10. Менша діагональ дорівнює стороні: 10. Отже, 1 → А.
Крок 2. Більша діагональ — висота рівностороннього трикутника, помножена на 2: . Отже, 2 → Б.
Крок 3. Площа через діагоналі: . Або через сторону й синус кута: . Отже, 3 → В.
Г (100) — площа без синуса (10 · 10). Д (20) — півпериметр.
Відповідь: 1–А, 2–Б, 3–В.
Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.
Неправильний рисунок: у прямокутній трапеції перпендикулярною до основ малюють не ту бічну сторону. Пам'ятай: прямокутна трапеція має два прямі кути — при бічній стороні, перпендикулярній до основ. Саме ця сторона є висотою.
Ділити різницю основ навпіл у прямокутній трапеції. У рівнобічній трапеції висоти відтинають від більшої основи два рівні відрізки — тому ділимо навпіл. У прямокутній трапеції висота одна, і відрізок дорівнює всій різниці основ без ділення.
Брати відрізок основи чи бічну сторону замість висоти. У прямокутній трапеції перпендикулярна бічна сторона — це висота, а не похила. У рівнобічній трапеції висоту треба знаходити за теоремою Піфагора, а не брати бічну сторону.
Помилитися в першій величині (висоті), від якої залежать площа й діагональ. Це найнебезпечніша пастка: неправильна висота тягне за собою неправильну площу й неправильну діагональ — втрачаються всі три бали. Завжди перевіряй першу величину.
Плутати симетрію відносно осі Ox і осі Oy. Запам'ятай: Ox — горизонтальна вісь (змінюється y), Oy — вертикальна вісь (змінюється x). Симетрія відносно Ox: (x; y) → (x; −y). Симетрія відносно Oy: (x; y) → (−x; y).
Забувати ділити на 2 у формулах площі. Площа трикутника: . Площа ромба через діагоналі: . Площа трапеції: . Найпоширеніша помилка — обчислити і не поділити на 2.
Не звертати уваги на одиниці вимірювання. У завданні № 18 усі величини числові, але перевір, чи очікується відповідь у вигляді кореня (наприклад, ) чи звичайного числа.
Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.
Завдання № 18 — це третє завдання на відповідність у тесті НМТ. Його оцінюють від 0 до 3 балів: по 1 балу за кожну правильно встановлену пару. Саме тому варто спробувати встановити хоча б ті пари, у яких ти впевнена / впевнений, навіть якщо одну пару не знаєш.
Демоваріант 2026: у № 18 була прямокутна трапеція з теоремою Піфагора (теми 5.4 + 5.3 програми НМТ). Потрібно було знайти відрізки трапеції за теоремою Піфагора.
Тести 2023–2024: на позиції № 18 найчастіше стояли прямокутний або рівнобедрений трикутник і чотирикутники (трапеція, ромб, паралелограм). В одному з тестів трапилися перетворення на координатній площині.
Складність: в аналізі програми № 18 віднесено до найскладніших позицій. Причина — три пов'язані обчислення: помилка в першому тягне за собою інші.
Довідка НМТ: містить теорему Піфагора, sin, cos, tg у прямокутному трикутнику, формули площ трикутника, паралелограма, ромба й трапеції. Формули середньої лінії трапеції в довідці немає.
Стратегія: виділи на завдання 3–5 хвилин. Найретельніше виконай рисунок і обчисли першу величину — від неї залежать дві інші пари. Якщо перша величина правильна, дві наступні обчислюються за простими формулами.
Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.
Чому в прямокутній трапеції не можна ділити різницю основ навпіл?
Тому що в прямокутній трапеції лише одна висота — вона збігається з перпендикулярною бічною стороною. Ця висота відтинає від більшої основи рівно один відрізок, довжина якого дорівнює різниці основ . У рівнобічній трапеції висот дві, і кожна відтинає по однаковому відрізку, тому їхня сума — , а кожен окремо — . Якщо поділити навпіл у прямокутній трапеції, отримаєш удвічі менший відрізок, а отже — неправильну висоту.
Як перевірити першу знайдену величину, якщо від неї залежать інші?
Найкращий спосіб — знайти ту саму величину двома різними способами. Наприклад, висоту трапеції можна знайти не лише з прямокутного трикутника, а й через площу, якщо її задано інакше. Якщо другого способу немає, перевір обчислення покроково: переконайся, що правильно визначила / визначив, який відрізок є катетом прямокутного трикутника. Мала помилка на першому кроці (наприклад, замість ) знищує всі три бали.
Також можна підставити знайдене значення в наступну формулу й перевірити, чи отримуєш логічний результат (наприклад, висота не може бути більшою за бічну сторону в прямокутному трикутнику).
Що робити, якщо рисунка в умові немає?
Намалюй його сам/сама. Це обов'язковий крок. Не пропускай його навіть якщо здається, що «і так усе зрозуміло». Рисунок допомагає побачити прямокутні трикутники, які утворюються після проведення висоти. Нанеси всі дані: довжини сторін, кути, позначки прямих кутів. Познач шукані величини. Дотримуйся приблизних пропорцій: більша основа має бути довшою за меншу, гострий кут — гострим.
Як швидко знайти координати точки після симетрії?
Запам'ятай прості правила:
Ox (горизонтальна вісь): змінюється знак y. Якщо точка була зверху, стає знизу, і навпаки. x не змінюється.
Oy (вертикальна вісь): змінюється знак x. Точка «перестрибує» через вісь у дзеркальне положення.
Початок координат (0; 0): змінюються обидва знаки. Це те саме, що послідовно виконати симетрію відносно Ox, а потім Oy.
Перевіряй себе: якщо точка лежала на осі (одна координата дорівнює 0), ця координата не змінюється.
Як знайти висоту до бічної сторони трикутника?
Через площу. Якщо знаєш площу трикутника S і довжину сторони a, то висота до цієї сторони дорівнює . Це універсальний спосіб, який працює для будь-якого трикутника. У прямокутному трикутнику висоту до гіпотенузи можна знайти також як , де a, b — катети, c — гіпотенуза (обидва способи дають той самий результат).
У рівнобедреному трикутнику спершу знаходять висоту до основи (через теорему Піфагора), потім площу, а потім — висоту до бічної сторони через площу.
Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.
Спершу точний рисунок і всі дані на ньому. Без рисунка — більше шансів помилитися.
У трапеції опусти висоту — отримаєш прямокутний трикутник. Прямокутна трапеція: відрізок . Рівнобічна трапеція: відрізок .
Першу величину обчислюй найретельніше: від неї залежать інші. Якщо перша величина неправильна, помилковими будуть і дві наступні.
Та сама площа дає висоту до іншої сторони: — універсальна формула.
Симетрія на координатній площині: відносно Ox — змінюється знак y; відносно Oy — знак x; відносно початку — обидва знаки.
Три пари — три окремі перевірки. Кожна правильна пара дає 1 бал. Навіть якщо одну пару не знаєш, решту варто встановити.
Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.