Aksiomi geometrije prostora:
Zapis kompleksnog broja nazivamo algebarski zapis kompleksnog broja, gdje su i realni brojevi, a imaginarna jedinica.
Apsolutna vrijednost ili modul kompleksnog broja je realan broj
.
Jednadžba oblika
naziva se bikvadratna jednadžba.
Centralna simetrija preslikavanje je prostora koje točku preslika u točku tako da vrijedi:
Točku nazivamo središte simetrije.
Kvadratna jednadžba sadrži kvadratni član, linearni član i slobodni član.
Logaritam po bazi
naziva se dekadski ili Briggsov logaritam i označava
.
Eksponencijalna funkcija s bazom je realna funkcija zadana s , gdje je i , a bilo koji realan broj.
Jednadžbu u kojoj je nepoznanica u eksponentu nazivamo eksponencijalna jednadžba.
Riješiti eksponencijalnu jednadžbu znači pronaći sve realne brojeve za koje uvrštavanjem u jednadžbu dobijemo istinitu tvrdnju.
Nejednadžbe u kojima je nepoznanica u eksponentu nazivamo eksponencijalne nejednadžbe.
Riješiti eksponencijalnu nejednadžbu znači pronaći sve realne brojeve za koje uvrštavanjem u nejednadžbu dobijemo istinitu tvrdnju.
Strane poliedra mnogokuti su koji omeđuju poliedar.
Bridovi poliedra stranice su mnogokuta koji omeđuju poliedar.
Vrhovi poliedra vrhovi su mnogokuta koji omeđuju poliedar.
Zbroj broja vrhova i broja strana za svaki poliedar za dva je veći od broja njegovih bridova, tj. vrijedi Eulerova formula
Svaki kvadratni trinom može se zapisati u obliku
,
gdje su i rješenja pripadajuće kvadratne jednadžbe
Geometrija (mjerstvo) grana je matematike koja se bavi prostornim odnosima i oblicima.
Graf funkcije je parabola koja se dobije pomakom grafa funkcije u smjeru osi za udesno ako je , to jest ulijevo ako je .
Točku
nazivamo tjeme parabole
. Ako je
, parabola je otvorena prema gore, dok je za
otvorena prema dolje.
Os simetrije je pravac
.
Graf funkcije
je parabola koja se dobije pomakom grafa funkcije
u smjeru osi
za
i u smjeru osi
za
.
Tjeme parabole je u točki
. Ako je
, tjeme je najniža točka parabole (njegova ordinata je najmanja vrijednost funkcije), a ako je
, tjeme je najviša točka parabole (njegova ordinata je najveća vrijednost funkcije).
Os simetrije je pravac
.
Graf funkcije
je parabola koja se dobije pomakom grafa funkcije
u smjeru osi
za
prema gore ako je
, odnosno prema dolje ako je
.
Točku
nazivamo tjeme parabole
. Ako je
, parabola je otvorena prema gore, dok je za
otvorena prema dolje.
Os simetrije je pravac
(jednadžba osi ordinate).
Grafovi inverznih funkcija međusobno su simetrični s obzirom na simetralu 1. i 3. kvadranta, odnosno pravac .
Ako točka
pripada grafu funkcije
, tada točka
pripada grafu funkcije
.
Neka je istaknuta točka u prostoru (središte homotetije).
Homotetija je preslikavanje koje točki pridružuje točku takvu da vrijedi:
Broj
naziva se koeficijent homotetije.
Horizontalnim testom provjeravamo je li funkcija injekcija. Funkcija je injekcija ako pravac usporedan s osi apscisa siječe graf funkcije u najviše jednoj točki.
Imaginarna jedinica
Imaginarni broj je broj oblika , gdje je realni broj, a imaginarna jedinica.
Ako je funkcija
injekcija, gdje je skup
domena, a skup
slika funkcije, tada je funkcija
za koju vrijedi da je
inverzna funkcija funkcije .
Funkcija je injekcija ako za svaka dva različita elementa iz domene funkcije vrijedi:
.
Može se pokazati da je ovo ekvivalentno sljedećoj tvrdnji:
.
Jednadžbe u kojima je nepoznanica pod znakom korijena nazivamo iracionalne jednadžbe. Prvi korak u njihovu rješavanju je potenciranje.
Dvije piramide koje imaju baze jednakih površina i jednake visine, imaju i jednak obujam.
U kvadratnoj jednadžbi
brojeve
i
zovemo:
Sve točke koje leže na istom pravcu su kolinearne.
Za razliku od kolinearnih točaka nekolinearne točke ne leže na istom pravcu.
Točke koje leže u jednoj ravnini su komplanarne.
Točke koje ne leže u jednoj ravnini su nekomplanarne.
Kompleksni broj je broj oblika
, gdje su
i
realni brojevi, a
imaginarna jedinica.
Broj naziva se realni dio kompleksnog broja, a broj imaginarni dio kompleksnog broja.
Konveksni mnogokut (poligon) omeđeni je skup u ravnini dobiven kao presjek konačno mnogo poluravnina.
Konveksni poliedar omeđeni je skup u prostoru dobiven kao presjek konačno mnogo poluprostora.
Konveksno geometrijsko tijelo je omeđeni dio prostora čije spojnice bilo kojih dviju njegovih točaka pripadaju tom tijelu.
Ako je onda broj zovemo konjugirano kompleksnim brojem broja . Simbol konjugiranja je crta iznad broja koji se konjugira.
Piramida je kosa ako nije uspravna.
Krnji stožac je geometrijsko tijelo koje nastaje presjecanjem stošca ravninom usporednom s ravninom osnovke i odbacivanjem manjeg stošca.
Kugla polumjera sa središtem u točki jest skup svih točaka u prostoru za koje vrijedi .
Točke kugle za koje vrijedi čine sferu.
Sfera
omeđuje kuglu
.
Ako se ravnine i sijeku po pravcu , onda kroz točku , okomito na pravac , prolazi jedinstvena okomica sadržana u i jedinstvena okomica sadržana u . Manji od kutova koje zatvaraju te dvije okomice kut je između ravnina i .
Kut pravca i ravnine jest kut između pravca i njegove ortogonalne projekcije na ravninu.
Kvadar je prizma čije su stranice i baze pravokutnici. Po dvije suprotne strane sukladne su i paralelne.
Na slikama su prikazani kvadar i njegova mreža.
Kvadratna funkcija ili polinom drugog stupnja je funkcija
definirana formulom
.
Koeficijenti su realni brojevi te vrijedi .
Svaka jednadžba oblika gdje su , , realni brojevi i gdje je , zove se kvadratna jednadžba.
Uvjet
osigurava da jednadžba sadrži
.
Za
jednadžba prelazi u linearnu jednadžbu.
Ako je linearni koeficijent u kvadratnoj jednadžbi jednak nuli, tj. onda kvadratna jednadžba ima oblik:
.
Kada je slobodni koeficijent jednak nuli,
kvadratna jednadžba poprima oblik:
Logaritam po pozitivnoj bazi (
) od nekog pozitivnog broja
označavamo
, a čitamo "logaritam broja
po bazi
". To je jedinstveni eksponent
, kojim treba potencirati bazu
da bi se dobilo
Matematički zapisano:
.
Ako je eksponencijalna funkcija, tada je logaritamska funkcija.
Domena logaritamske funkcije je .
Slika logaritamske funkcije je
.
Logaritamska jednadžba je jednadžba koja se može svesti na oblik
, gdje je
nepoznanica.
Logaritamska nejednadžba je nejednadžba kod koje je nepoznanica argument ili baza logaritma.
Dvije ravnine u prostoru mogu biti ili paralelne ili je njihov presjek pravac. Pritom paralelnost uključuje slučaj kad se ravnine podudaraju.
Pravac i ravnina u prostoru su ili paralelni ili se sijeku u jednoj točki. Pritom paralelnost uključuje i slučaj kad pravac leži u ravnini.
Sustav kvadratne i linearne jednadžbe rješavamo metodom supstitucije i to tako da:
Dva su pravca mimoilazna ako ne leže u istoj ravnini.
Kvadratnu jednadžbu zapisanu u obliku
nazivamo normirani oblik kvadratne jednadžbe.
Nultočka kvadratne funkcije je točka presjeka grafa funkcije i osi apscisa.
Apscisa nultočke, tj. vrijednost varijable
za koju je
naziva se nulište funkcije.
Vrijednost nulišta kvadratne funkcije računamo tako da riješimo kvadratnu jednadžbu .
Obujam krnjeg stošca s
polumjerima baza
te visinom
dan je formulom
.
Obujam krnje piramide površina baza i i s visinom iznosi .
Piramida s površinom baze i visinom ima obujam .
Obujam stošca polumjera baze i visine jednak je .
Obujam valjka polumjera baze
i visine
jednak je
.
Iz prvog aksioma imamo uvjet određenosti pravca.
Pravac je određen dvjema točkama.
Za dva kompleksna broja te vrijedi: .
Ravnina okomita je na ravninu ako sadrži pravac koji je okomit na ravninu . Pišemo: .
Pravac
koji siječe ravninu
okomit je na nju ako je okomit na svaki pravac koji prolazi probodištem pravca i ravnine i leži u toj ravnini. Pišemo:
.
Ako je i , onda je i presječni pravac okomit na .
U pravokutnom trokutu su vrijednosti sinusa i kosinusa šiljastih kutova uvijek iz intervala , a vrijednosti tangensa i kotangensa iz intervala , tj.
Oplošje krnje piramide površina baza i i površine plašta iznosi .
Oplošje piramide površine baze
i površine pobočja
jednako je
.
Baze prizme su sukladni -terokuti, a pobočje čini pravokutnika.
Oplošje prizme je zbroj površina baza i pobočja.
Površine baze računamo s pomoću formula za površinu mnogokuta. Za površinu pobočja moramo izdvojiti i izračunati površine svih pravokutnika (paralelograme - kod prizmi koje nisu uspravne) i zbrojiti ih.
Oplošje uspravnog stošca polumjera baze
i duljine izvodnice
jednako je
.
Oplošje uspravnoga krnjeg stošca s polumjerima baza
te izvodnicom
dano je formulom:
.
Oplošje uspravnog valjka polumjera baze
i visine
jednako je
.
Ortogonalna projekcija preslikavanje je koje će svaku točku prostora preslikati u točku ravnine na način da kroz točku povučemo okomicu na ravninu. Probodište okomice i ravnine tražena je točka .
Ako je pravac okomit na ravninu, njegova ortogonalna projekcija je samo jedna točka (sjecište pravca i ravnine).
Ortogonalna projekcija točke na ravninu je točka.
Graf kvadratne funkcije nazivamo parabola, s jednadžbom .
Dvije su ravnine paralelne ako nemaju zajedničkih točaka. Također se smatra da je ravnina paralelna sama sa sobom.
Dva su pravca paralelna ako leže u istoj ravnini i nemaju zajedničkih točaka. Također se smatra da je svaki pravac paralelan sam sa sobom.
Pravac i ravnina su paralelni ako nemaju zajedničkih točaka. Također se smatra da je pravac paralelan s ravninom koja ga sadrži.
Funkcija drugi korijen (i svaki parni korijen) nije definirana za negativne brojeve i uvijek je nenegativan realan broj.
Piramida je poliedar (vrsta geometrijskog tijela) kojem je baza konveksni poligon, a sve ostale strane (pobočke) su trokuti sa zajedničkim vrhom, koji se zove vrh piramide. Sve pobočke zajedno tvore pobočje piramide.
Planimetrija je grana geometrije koja se bavi geometrijskim likovima u ravnini i njihovim odnosima.
Funkciju oblika , gdje su , , nazivamo polinom jedne varijable n-tog stupnja (čitaj: entog stupnja).
je stupanj polinoma, dok nazivamo vodeći koeficijent. Polinomi su definirani za svaki realni broj pa je domena tih funkcija skup realnih brojeva.
Pravci u prostoru mogu se nalaziti u dvama položajima:
Dva pravca u ravnini mogu se naći u sljedećim položajima:
Pravac i parabola mogu se naći u trima položajima:
Tri ravnine u prostoru mogu biti u jednom od pet mogućih položaja:
Poluprostor je skup svih točaka prostora koje se nalaze s iste strane neke ravnine tog prostora.
Poluravnina je skup svih točaka ravnine koje se nalaze s jedne strane nekog pravca te ravnine.
Neka je površina mnogokuta, površina njegove ortogonalne projekcije, a kut koji zatvara ravnina lika s ravninom projekcije. Tada vrijedi .
Piramida je pravilna ako joj je baza pravilni mnogokut i ako je uspravna (ortogonalna projekcija vrha na ravninu baze pada u središte opisane kružnice baze).
Uspravna prizma je pravilna ako su njezine baze pravilni mnogokuti.
Mnogokut kojemu su sve stranice jednake i svi kutovi jednaki zove se pravilni mnogokut.
Geometrijsko (konveksno) tijelo koje je omeđeno sukladnim pravilnim mnogokutima i kojemu iz svakog vrha izlazi jednak broj bridova zove se pravilni poliedar.
Pridruživanje
je jednoznačno.
Svakom kompleksnom broju jednoznačno je pridružena točka i svakoj je točki jednoznačno pridružen kompleksni broj.
Logaritam kojem je baza Eulerov broj, , naziva se prirodni ili Napierov logaritam i označava .
Prizma je geometrijsko tijelo omeđeno s dva međusobno sukladna
–terokuta (koji pripadaju međusobno usporednim ravninama, a nazivamo ih bazama ili osnovkama prizme) te s
paralelograma koje nazivamo pobočkama i koji čine pobočje prizme. Baze i pobočke jednim imenom nazivamo stranama prizme.
Matematički prikaz raznih problema iz svakodnevnog života ili struke često se svodi na kvadratne jednadžbe ili sustave linearnih i kvadratnih jednadžbi. Takvi problemi nazivaju se problemi drugog stupnja.
Rotacijska tijela su tijela koja nastaju rotacijom krivulje (geometrijskog lika) oko zadane osi rotacije.
Simetralna ravnina dužine ravnina je koja prolazi polovištem te dužine i okomita je na pravac .
Kod sličnih tijela duljine stranica, visine i ostali elementi koji određuju duljine su u omjeru , površine baze, pobočki i oplošje su u omjeru , a obujmi u omjeru .
Stereometrija je grana geometrije koja proučava geometrijska tijela i njihove odnose u trodimenzionalnom prostoru.
Stožac je najmanji konveksni skup koji sadržava krug i točku izvan ravnine kruga.
Sustav kvadratne i linearne jednadžbe je sustav koji se sastoji od linearne jednadžbe oblika
i kvadratne jednadžbe oblika
gdje su
realni brojevi.
Linearna jednadžba mora imati barem jedan linearan član ( ili ), a kvadratna jednadžba barem jedan kvadratni član ( ili ili ).
Rješenje sustava je svaki uređeni par brojeva koji zadovoljavaju obje jednadžbe.
Eksponencijalna funkcija ima sljedeća svojstva.
Ako je , tada vrijedi . To se svojstvo naziva injektivnost funkcije.
Za kompleksne brojeve
vrijedi:
Pritom moramo uvažiti da je logaritamska funkcija definirana samo za i .
Paralelnost pravaca i paralelnost ravnina tranzitivne su relacije. To znači da imaju svojstva:
Ako je i ako je onda je i .
Ako je i ako je onda je .
Sinus šiljastog kuta u pravokutnom trokutu je omjer duljina kutu nasuprotne katete i hipotenuze, oznaka je
Kosinus šiljastog kuta u pravokutnom trokutu je omjer duljina kutu priležeće katete i hipotenuze, oznaka je
.
Tanges šiljastog kuta u pravokutnom trokutu je omjer duljina kutu nasuprotne i priležeće katete, oznaka je
.
Kotangens šiljastog kuta u pravokutnom trokutu je omjer duljina kutu priležeće i nasuprotne katete, oznaka je
.
Udaljenost mimosmjernih pravaca udaljenost je paralelnih ravnina u kojima leže ti mimosmjerni pravci.
Udaljenost pravca od njemu paralelnog pravca udaljenost je između bilo koje njegove točke od tog pravca. Ako se pravci sijeku, udaljenost je .
Udaljenost pravca od njemu paralelne ravnine udaljenost je bilo koje njegove točke od te ravnine. Ako pravac siječe ravninu, udaljenost je .
Udaljenost točke
od pravca
udaljenost je točke
od njezine ortogonalne projekcije
na pravac
. Točka
sjecište je pravca
i pravca okomitog na
kroz
.
Udaljenost točke
od ravnine
udaljenost je točke
od njezine ortogonalne projekcije
na ravninu
.
Piramida čijoj se bazi može opisati kružnica i nožište visine pada u središte te kružnice naziva se uspravnom piramidom.
Prizma je uspravna ako su pobočke prizme okomite na ravninu baze. Pobočke uspravne prizme su pravokutnici.
Valjak je najmanji konveksni skup koji sadržava dva paralelna sukladna kruga.
Za rješenja
i
kvadratne jednadžbe
,
,
vrijedi da je:
, .
Navedene formule nazivamo Vièteove formule.
Visina piramide je udaljenost vrha piramide od ravnine baze. Na slici je označena kao dužina , gdje je ortogonalna projekcija vrha na ravninu baze.
Ako je površina baze prizme , a visina prizme , tada volumen prizme računamo kao umnožak površine baze i visine prizme .
Neka je zadana ravnina . Točki pridružimo točku tako da vrijedi:
Tada preslikavanje zovemo zrcalna simetrija.