Равнобедренный треугольник — это такой треугольник, у которого две стороны равны. Равные стороны называются боковыми. Третья сторона называется основанием.
Свойства:
1. В равнобедренном треугольнике углы при основании равны.
2. В равнобедренном треугольнике биссектриса, проведенная к основанию, является медианой и высотой.
3. Высота равнобедренного треугольника, проведенная к основанию, является медианой и биссектрисой.
4. Медиана равнобедренного треугольника, проведенная к основанию, является высотой и биссектрисой.
5. Углы, противолежащие равным сторонам равнобедренного треугольника, всегда острые.
6. В равнобедренном треугольнике:
— биссектрисы, проведенные из вершин при основании, равны;
— высоты, проведенные из вершин при основании, равны;
— медианы, проведенные из вершин при основании, равны.
7. Центры вписанной и описанной окружностей лежат на высоте, биссектрисе и медиане, проведенных к основанию.
8. Вписанная окружность точкой касания делит основание пополам.
Внешним углом треугольника называется угол, смежный с каким-либо углом этого треугольника.
Внешний угол треугольника равен сумме двух углов, не смежных с ним.
$∠BCD$ — внешний угол треугольника $АВС$.
$∠BCD=∠A+∠B$
Теорема Пифагора.
В прямоугольном треугольнике сумма квадратов катетов равна квадрату гипотенузы.
$АС^2+ВС^2=АВ^2$
Соотношение между сторонами и углами в прямоугольном треугольнике:
В прямоугольном треугольнике $АВС$, с прямым углом $С$.
Для острого угла $В$: $АС$ — противолежащий катет; $ВС$ — прилежащий катет.
Для острого угла $А$: $ВС$ — противолежащий катет; $АС$ — прилежащий катет.
- Синусом ($sin$) острого угла прямоугольного треугольника называется отношение противолежащего катета к гипотенузе.
- Косинусом ($cos$) острого угла прямоугольного треугольника называется отношение прилежащего катета к гипотенузе.
- Тангенсом ($tg$) острого угла прямоугольного треугольника называется отношение противолежащего катета к прилежащему.
- Котангенсом ($ctg$) острого угла прямоугольного треугольника называется отношение прилежащего катета к противолежащему.
Пример:
В прямоугольном треугольнике $АВС$ для острого угла $В$:
$sinB={AC}/{AB};$
$cosB={BC}/{AB};$
$tg B={AC}/{BC};$
$ctg B={BC}/{AC}$.
- В прямоугольном треугольнике синус одного острого угла равен косинусу другого острого угла.
- Синусы, косинусы, тангенсы и котангенсы острых равных углов равны.
- Синусы смежных углов равны, а косинусы, тангенсы и котангенсы отличаются знаками: для острых углов положительные значения, для тупых углов отрицательные значения.
$sin BOA=sin BOC;$
$cos BOA= — cos BOC;$
$tg BOA= — tg BOC;$
$ctg BOA= — ctg BOC.$
Пример:
В треугольнике $ABC$ $AB=BC, AH$ — высота, $AC=34, cos ∠BAC=0.15$. Найдите $CH$.
Решение:
Так как треугольник $АВС$ равнобедренный, то $∠A=∠С$ (как углы при основании)
Косинусы равных углов равны, следовательно, $cos∠BAC=cos∠ВСА=0.15$
Рассмотрим прямоугольный треугольник $АНС$.
Косинусом ($cos$) острого угла прямоугольного треугольника называется отношение прилежащего катета к гипотенузе.
Распишем косинус $∠НСА$ (он же $∠ВСА$) по определению:
$cos∠НСА={НС}/{АС}={НС}/{34}=0.15$
Из последнего равенства найдем $НС$, для этого $0.15$ представим в виде обыкновенной дроби и воспользуемся свойством пропорции:
${НС}/{34}={15}/{100}$
$НС={34·15}/{100}=5.1$
Ответ: $5.1$
Теорема Менелая:
Если на сторонах $ВС, АВ$ и продолжении стороны $АС$ треугольника $АВС$ за точку $С$ отмечены соответственно $А_1,С_1,В_1$, лежащие на одной прямой, то
${АС_1}/{С_1 В}·{ВА_1}/{А_1 С}·{СВ_1}/{В_1 А}=1$
Теорема синусов.
Во всяком треугольнике стороны относятся как синусы противолежащих углов:
${a}/{sinα}={b}/{sinβ}={c}/{sinγ}=2R$, где $R$ — радиус описанной около треугольника окружности.
Пример:
В треугольнике $АВС$ $ВС=16, sin∠A={4}/{5}$. Найдите радиус окружности, описанной вокруг треугольника $АВС$.
Решение:
Воспользуемся теоремой синусов:
Отношение стороны к синусу противолежащего угла равно двум радиусам описанной окружности
${ВС}/{sinA}=2R$
Далее подставим числовые данные и найдем $R$
${16·5}/{4}=2R$
$R={16·5}/{4·2}=10$
Ответ: $10$
Теорема косинусов.
Квадрат одной из сторон треугольника равен сумме квадратов двух других сторон минус удвоенное произведение этих сторон на косинус угла между ними:
$a^2=b^2+c^2-2·b·c·cosα.$
22
Июл 2013
Категория: Справочные материалы
Равнобедренный треугольник
2013-07-22
2021-08-08
Равнобедренный треугольник – треугольник, у которого две стороны равны между собой.
Равные стороны называются боковыми, третья сторона называется основанием.
Свойства равнобедренного треугольника
1. Углы при основании равны
2. Биссектриса, медиана и высота, проведенные к основанию совпадают между собой
3. Углы при основании равнобедренного треугольника вычисляются по следующей формуле:
,
где – угол напротив основания.
4. Биссектрисы, медианы и высоты, проведённые из углов при основании равны между собой
5. Центры вписанной и описанной окружностей лежат на медиане=высоте=биссектрисе, проведенной к основанию
Признаки равнобедренного треугольника
1. Если в треугольнике два угла равны, то он равнобедренный.
2. Если в треугольнике медиана является и высотой (биссектрисой), то такой треугольник равнобедренный.
Автор: egeMax |
Нет комментариев
Доказательство равенства треугольников
Посмотри внимательно, у нас есть:
- ( displaystyle underbrace{AB}_{гипотенуза в Delta ABH}=underbrace{BC}_{гипотенуза в Delta СBH})
- ( displaystyle BHtext{ }=text{ }BH) (ещё говорят, ( displaystyle BH)– общая)
И, значит, ( displaystyle AHtext{ }=text{ }CH)!
Почему?
Да мы просто найдём и ( displaystyle AH), и ( displaystyle CH) из теоремы Пифагора (помня ещё при этом, что ( displaystyle AB=BC))
( displaystyle AH=sqrt{A{{B}^{2}}-B{{H}^{2}}})
( displaystyle CH=sqrt{B{{C}^{2}}-B{{H}^{2}}})
Удостоверились? Ну вот, теперь у нас
( displaystyle begin{array}{l}AB=BC\BH=BH\AH=CHend{array})
А уж по трём сторонам – самый легкий (третий) признак равенства треугольников.
Ну вот, наш равнобедренный треугольник разделился на два одинаковых прямоугольных.
Отметим на картинке все одинаковые элементы (углы и стороны).
Видишь, как интересно? Получилось, что:
- В равнобедренном треугольнике углы при основании равны: ( displaystyle angle A=angle C);
- Высота, проведенная к основанию ( displaystyle (ВH)), совпадает с медианой и биссектрисой
- ( displaystyle AH=CH)
- ( displaystyle angle 1=angle 2).
Вспоминаем тут, что медиана – линия, проведённая из вершины, которая делит сторону пополам, а биссектриса – делит угол.)
Ну вот, здесь мы обсудили, что хорошего можно увидеть, если дан равнобедренный треугольник.
Мы вывели, что у равнобедренного треугольника углы при основании равны, а высота, биссектриса и медиана, проведенные к основанию, совпадают.
И теперь возникает другой вопрос: а как узнать, равнобедренный ли треугольник?
То есть, как говорят математики, каковы признаки равнобедренного треугольника?
Треугольник
Треугольник произвольный
Треугольник – это многоугольник с тремя сторонами (тремя углами).
Виды треугольников :+ показать
Остроугольный треугольник – треугольник, у которого все углы острые (то есть меньше 90˚).
Тупоугольный треугольник – треугольник, у которого один из углов тупой (больше 90˚).
Прямоугольный треугольник – треугольник, у которого один из углов прямой (равен 90˚).
Равнобедренным называется треугольник, у которого две стороны равны. Эти стороны называются боковыми , третья сторона называется основанием .
Равносторонний (правильный) треугольник – треугольник, у которого все три стороны равны.
Свойства
1. Против большей стороны лежит больший угол, и наоборот.
2. Против равных сторон лежат равные углы, и наоборот.
3. Сумма углов треугольника равна 180 º .
4. Внешний угол треугольника равен сумме внутренних углов,
не смежных с ним:
(Внешний угол образуется в результате продолжения одной из сторон треугольника).
5. Любая сторона треугольника меньше суммы двух других сторон.
Признаки равенства треугольников
1. Треугольники равны, если у них соответственно равны две стороны и угол между ними.
2 . Треугольники равны, если у них соответственно равны два угла и прилегающая к ним сторона.
3. Треугольники равны, если у них соответственно равны три стороны.
Биссектриса, высота, медиана
Здесь подробно о биссектрисе, высоте, медиане треугольника.
Средняя линия треугольника
Средняя линия треугольника – отрезок, соединяющий середины двух сторон треугольника.
Средняя линия треугольника параллельна третьей стороне и равна ее половине.
Вписанная окружность
Центр вписанной окружности – точка пересечения биссектрис треугольника.
Описанная окружность
Центр описанной окружности – точка пересечения серединных перпендикуляров.
Соотношение сторон в произвольном треугольнике
Теорема косинусов:
Теорема синусов:
Площадь треугольника
Через сторону и высоту
Через две стороны и угол между ними
Через радиус описанной окружности
Через радиус вписанной окружности
, где – полупериметр
, где – полупериметр
Смотрите также площадь треугольника здесь.
Чтобы не потерять страничку, вы можете сохранить ее у себя:
Есть пара ошибок в формулах. В частности в формуле вычисления площади через 2 стороны и угол между ними, в теореме Синусов, в разделе “свойства”.
А вообще отличные статьи, очень выручают, всё понятно и доступно, премного благодарен 😉
Анатолий, спасибо!
В разделе “свойства” ошибок не нашла…
В теореме синусов, – да… не пропечаталась буква гамма. Подправила.
В формуле площади треугольника, вы правы – картинка не соответствовала формуле. Исправила.
К сожалению, ошибки сразу не всегда замечаются.
Благодарю еще раз!
В разделе свойства:
Да, не хватало значка «» у А. Спасибо! 😉
Здраствуйте! Мне нужна ваша помощь!
Задача: ВЕРШИНЫ ТРЕУГОЛЬНИКА ДЕЛЯТ ОПИСАННУЮ ОКОЛО НЕГО ОКРУЖНОСТЬ НА ТРИ ДУГИ, ДЛИНЫ КОТОРЫХ ОТНОСЯТСЯ КАК 6:7:33. НАЙДИТЕ РАДИУС ОКРУЖНОСТИ, ЕСЛИ МЕНЬШАЯ ИЗ СТОРОН РАВНА 11.
Подозреваю, у вас опечатка в условии…
Если длины дуг (а значит и их градусные меры) находятся в отношении , то выходим на уравнение Откуда Значит угол треугольника, что напротив меньшей стороны, есть
Применяем теорему синусов: , откуда
спасибо я так и думал а то не могу решить и всё
СПАСИБО!
Здравствуйте. Пожалуйста, объясните, как решить задачу:
Вписанная в теругольник ABC окружность касается сторон AB, BC и AC в точках K,L и М соответственно.Найдите KL, если AM=2, МС=3 и угол С=π/3
Очевидно,
Примите за .
Примените к треугольнику теорему косинусов:
Найдете , далее можно найти угол и из треугольника найти
Спасибо большое за ваш сайт. Очень радует, тот факт, что когда люди не понимают какую-нибудь задачу, вы помогаете решить. Спасибо. Побольше бы таких сайтов, всё понятно и доступно
Основные факты о треугольниках
Определения
Угол – это геометрическая фигура, состоящая из точки и двух лучей, выходящих из этой точки. Градусная мера угла может принимать значения от (0^circ) до (180^circ) включительно.
Угол (alpha) называется острым, если (0^circ , прямым – если (alpha=90^circ) , тупым – если (90^circ , и развернутым – если (alpha=180^circ) .
Биссектриса угла – это луч, выходящий из вершины угла и делящий угол пополам.
Смежные углы – это два угла, у которых общая вершина и одна общая сторона, а две другие стороны образуют прямую.
Вертикальные углы – это два угла, образованные пересечением двух прямых и не являющиеся смежными.
Теорема
Смежные углы (alpha) и (beta) в сумме дают (180^circ) .
Вертикальные углы равны: (alpha=gamma) .
Определения
Треугольник – это геометрическая фигура, состоящая из трех точек, не лежащих на одной прямой (называемых вершинами треугольника), и отрезков, соединяющих эти точки (называемых сторонами треугольника). Треугольник со своей внутренностью будем сокращенно называть также треугольником.
Угол (внутренний) треугольника – угол, образованный вершиной треугольника и двумя его сторонами.
Теоремы: признаки равенства треугольников
1. Если две стороны и угол между ними одного треугольника соответственно равны двум сторонам и углу между ними другого треугольника, то такие треугольники равны.
2. Если сторона и два прилежащих угла одного треугольника соответственно равны стороне и двум прилежащим углам другого треугольника, то такие треугольники равны.
3. Если три стороны одного треугольника соответственно равны трем сторонам другого треугольника, то такие треугольники равны.
Определение
Медиана треугольника – это отрезок, соединяющий вершину треугольника с серединой противоположной стороны.
Биссектриса треугольника – это отрезок биссектрисы угла треугольника, соединяющий вершину треугольника с точкой противоположной стороны.
Две прямые называются перпендикулярными, если угол между ними равен (90^circ) .
Перпендикуляр из точки к прямой – это отрезок, соединяющий данную точку с точкой на прямой, проведенный под углом (90^circ) .
Высота треугольника – это перпендикуляр, проведённый из вершины треугольника к прямой, содержащей противоположную сторону.
Замечание
Если в треугольнике один угол тупой, то высоты, опущенные из вершин острых углов, упадут не на сторону, а на продолжение стороны (рис. 1).
Теорема
В любом треугольнике высоты (или их продолжения) пересекаются в одной точке (рис. 1 и 2), биссектрисы пересекаются в одной точке (рис. 3), медианы пересекаются в одной точке (рис. 4).
Определение
Две различные прямые на плоскости называются параллельными, если они не пересекаются.
Замечание
Заметим, что на плоскости существует три вида взаимного расположения прямых: совпадают, пересекаются и параллельны.
Аксиома параллельных прямых
Через точку, не лежащую на данной прямой, проходит единственная прямая, параллельная данной.
Следствия из аксиомы
1. Если прямая пересекает одну из параллельных прямых, то она пересекает и другую прямую.
2. Две прямые, параллельные третьей прямой, параллельны.
Теоремы: признаки параллельности прямых
1. Если при пересечении двух прямых (a) и (b) секущей (c) накрест лежащие углы равны: (angle 1=angle 2) , то такие прямые параллельны.
2. Если при пересечении двух прямых (a) и (b) секущей (c) сумма односторонних углов (angle 1) и (angle 3) равна (180^circ) , то такие прямые параллельны.
3. Если при пересечении двух прямых (a) и (b) секущей (c) соответственные углы равны: (angle 1=angle 4) , то такие прямые параллельны.
Теоремы: свойства параллельных прямых
1. Если две параллельные прямые пересечены секущей, то накрест лежащие углы равны.
2. Если две параллельные прямые пересечены секущей, то сумма односторонних углов равна (180^circ) .
3. Если две параллельные прямые пересечены секущей, то соответственные углы равны.
Определения
Треугольник называется остроугольным, если все его углы острые.
Треугольник называется тупоугольным, если один его угол тупой (остальные — острые).
Треугольник называется прямоугольным, если один его угол прямой (остальные — острые).
Теорема
Сумма внутренних углов треугольника равна (180^circ) .
Доказательство
Рассмотрим произвольный треугольник (ABC) и покажем, что (angle A + angle B + angle C = 180^circ) .
Проведём через вершину (B) прямую (a) , параллельную стороне (AC) .
Углы (1) и (4) являются накрест лежащими углами при пересечении параллельных прямых (a) и (AC) секущей (AB) , а углы (3) и (5) – накрест лежащими углами при пересечении тех же параллельных прямых секущей (BC) . Поэтому [begin &angle 4 = angle 1, angle 5 = angle 3. qquad qquad qquad (1) end]
Очевидно, сумма углов (4, 2) и (5) равна развёрнутому углу с вершиной (B) , то есть (angle 4 + angle 2 + angle 5 = 180^circ) . Отсюда, учитывая равенства ((1)) , получаем: (angle 1 + angle 2 + angle 3 = 180^circ) .
Определение
Внешний угол треугольника – это угол, смежный с каким-нибудь внутренним углом треугольника.
Теорема
Внешний угол треугольника равен сумме двух углов треугольника, не смежных с ним: (angle BCD=angle BAC+angle ABC) .
Доказательство
Угол (4) – внешний угол треугольника, смежный с углом (3) . Так как (angle 4 + angle 3 = 180^circ) , а по теореме о сумме углов треугольника (angle 1 + angle 2 + angle 3 = 180^circ) , то (angle 4 = angle 1 + angle 2) , что и требовалось доказать.
Определения
Треугольник называется равнобедренным, если две его стороны равны.
Эти стороны называются боковыми сторонами треугольника, а третья сторона — основанием.
Треугольник называется равносторонним, если все его стороны равны.
Равносторонний треугольник, очевидно, является и равнобедренным.
Теорема
В равнобедренном треугольнике биссектриса, проведённая к основанию, является медианой и высотой.
Доказательство
Пусть (ABC) – равнобедренный треугольник, (AB = BC) , (BD) – биссектриса (проведённая к основанию).
Рассмотрим треугольники (ABD) и (BCD) : (AB = BC) , (angle ABD = angle CBD) , (BD) – общая. Таким образом, (triangle ABD = triangle BCD) по двум сторонам и углу между ними.
Из равенства этих треугольников следует, что (AD = DC) , следовательно, (BD) – медиана.
Кроме того, в равных треугольниках против равных сторон лежат равные углы, а (AB = BC) , следовательно, [begin &angle ADB = angle CDB, qquad qquad qquad (2) end] но (angle ADB + angle CDB = angle ADC) – развёрнутый, следовательно, (angle ADB + angle CDB = 180^circ) , откуда при учёте ((2)) : (angle ADB = 90^circ = angle CDB) , то есть (BD) – высота.
Верны и другие утверждения:
В равнобедренном треугольнике высота, проведенная к основанию, является биссектрисой и медианой.
В равнобедренном треугольнике медиана, проведенная к основанию, является биссектрисой и высотой.
Теорема
В равнобедренном треугольнике углы при основании равны.
Доказательство
Проведем биссектрису (BD) (см. рисунок из предыдущей теоремы). Тогда (triangle ABD=triangle CBD) по первому признаку, следовательно, (angle A=angle C) .
Теоремы: признаки равнобедренного треугольника
1. Если в треугольнике два угла равны, то треугольник равнобедренный.
2. Если в треугольнике высота является медианой или биссектрисой, то треугольник равнобедренный.
Теорема о соотношении между сторонами и углами треугольника
В треугольнике против большей стороны лежит больший угол.
В треугольнике против большего угла лежит большая сторона.
Теорема: неравенство треугольника
В треугольнике сумма любых двух сторон больше третьей стороны.
Другая формулировка: в треугольнике разность любых двух сторон меньше третьей стороны.
Определения
В прямоугольном треугольнике большая сторона (то есть сторона, лежащая напротив прямого угла) называется гипотенузой.
Две другие стороны называются катетами.
Теоремы: свойства прямоугольного треугольника
1. Сумма острых углов прямоугольного треугольника равна (90^circ) .
2. В прямоугольном треугольнике катет, лежащий против угла (30^circ) , равен половине гипотенузы.
Верно и обратное: если катет равен половине гипотенузы, то он лежит против угла (30^circ) .
Подготовка выпускников к сдаче ЕГЭ, как правило, начинается с повторения базовой теории по планиметрии, в том числе и по теме «Треугольники». Знакомство учащихся с этим разделом геометрии начинается еще в средней школе. Неудивительно, что потребность в повторении основных правил и теории по теме «Треугольник» возникает у многих выпускников. При этом решать планиметрические задачи обязательно должны уметь все учащиеся. Подобные задания включены как в базовый, так и в профильный уровень аттестационного испытания. Разобравшись с теорией и практическими упражнениями, в том числе и на вычисление вертикальных углов треугольника, старшеклассники смогут решать задачи с любым количеством действий и рассчитывать на получение конкурентных баллов по итогам сдачи ЕГЭ.
Готовьтесь к экзамену вместе с образовательным порталом «Школково»
Занимаясь перед сдачей ЕГЭ, многие учащиеся сталкиваются с проблемой поиска базовой теории по геометрии о треугольниках. Школьных учебников в нужный момент может просто не оказаться под рукой. А найти необходимые формулы иногда оказывается достаточно сложно даже в Интернете.
Вместе с образовательным порталом «Школково» выпускники смогут качественно подготовиться к сдаче аттестационного испытания. Вся базовая теория о равнобедренных и прямоугольных треугольниках систематизирована и изложена нашими специалистами с учетом богатого опыта в максимально доступной форме. Изучив представленную информацию, школьники смогут вспомнить материал, который вызывает определенные затруднения.
Чтобы хорошо подготовиться к экзамену, учащимся, проживающим в Москве и других городах России, необходимо не только повторить теорию о прямоугольных и равнобедренных треугольниках, но и попрактиковаться в выполнении соответствующих упражнений. Задачи по данной теме вы можете найти в разделе «Каталог». Для каждого задания наши специалисты прописали подробный ход решения и указали правильный ответ. Последовательно выполняя простые и более сложные упражнения по данной теме, учащиеся смогут научиться применять на практике теоремы равенства треугольников и другую теорию, которую необходимо усвоить при подготовке к ЕГЭ. Перечень заданий в соответствующем разделе постоянно дополняется и обновляется.
Попрактиковаться в решении задач, в которых применяется теория смежных углов и другие теоремы, школьники могут в режиме онлайн.
По желанию учащегося любое упражнение можно сохранить в «Избранное». Еще раз повторив базовую теорию о прямоугольных и равнобедренных треугольниках, выпускник может в дальнейшем вернуться к заданию, которое вызвало затруднения, и обсудить алгоритм его решения с преподавателем.
Справочный материал по теме «Треугольники»
В помощь при подготовке к ЕГЭ и ОГЭ.
Треугольник – это геометрическая фигура, состоящая из трёх точек, которые не лежат на одной прямой и последовательно соединены отрезками.
Задания нового формата ЕГЭ по английскому языку
Фрагмент выступления М.В. Вербицкой на Всероссийской научно-практической конференции «Требование нового ФГОС 2021. Иностранные языки».
Практико-ориентированные задачи. Кухня, №1-5
На занятии рассмотрены задачи №1-5 про кухню из ОГЭ по математике (блок практико-ориентированных задач).
Объём цилиндра
Материал для проведения самостоятельной работы.
источники:
http://shkolkovo.net/theory/65
http://4ege.ru/gia-matematika/62476-spravochnyj-material-po-teme-treugolniki.html
[{Large{text{Основные сведения}}}]
Определения
Угол – это геометрическая фигура, состоящая из точки и двух лучей, выходящих из этой точки. Градусная мера угла может принимать значения от (0^circ) до (180^circ) включительно.
Угол (alpha) называется острым, если (0^circ<alpha<90^circ), прямым – если (alpha=90^circ), тупым – если (90^circ<alpha<180^circ), и развернутым – если (alpha=180^circ).
Биссектриса угла – это луч, выходящий из вершины угла и делящий угол пополам.
Смежные углы – это два угла, у которых общая вершина и одна общая сторона, а две другие стороны образуют прямую.
Вертикальные углы – это два угла, образованные пересечением двух прямых и не являющиеся смежными.
Теорема
Смежные углы (alpha) и (beta) в сумме дают (180^circ).
Вертикальные углы равны: (alpha=gamma).
Определения
Треугольник – это геометрическая фигура, состоящая из трех точек, не лежащих на одной прямой (называемых вершинами треугольника), и отрезков, соединяющих эти точки (называемых сторонами треугольника). Треугольник со своей внутренностью будем сокращенно называть также треугольником.
Угол (внутренний) треугольника – угол, образованный вершиной треугольника и двумя его сторонами.
Теоремы: признаки равенства треугольников
1. Если две стороны и угол между ними одного треугольника соответственно равны двум сторонам и углу между ними другого треугольника, то такие треугольники равны.
2. Если сторона и два прилежащих угла одного треугольника соответственно равны стороне и двум прилежащим углам другого треугольника, то такие треугольники равны.
3. Если три стороны одного треугольника соответственно равны трем сторонам другого треугольника, то такие треугольники равны.
Определение
Медиана треугольника – это отрезок, соединяющий вершину треугольника с серединой противоположной стороны.
Биссектриса треугольника – это отрезок биссектрисы угла треугольника, соединяющий вершину треугольника с точкой противоположной стороны.
Две прямые называются перпендикулярными, если угол между ними равен (90^circ).
Перпендикуляр из точки к прямой – это отрезок, соединяющий данную точку с точкой на прямой, проведенный под углом (90^circ).
Высота треугольника – это перпендикуляр, проведённый из вершины треугольника к прямой, содержащей противоположную сторону.
Замечание
Если в треугольнике один угол тупой, то высоты, опущенные из вершин острых углов, упадут не на сторону, а на продолжение стороны (рис. 1).
Теорема
В любом треугольнике высоты (или их продолжения) пересекаются в одной точке (рис. 1 и 2), биссектрисы пересекаются в одной точке (рис. 3), медианы пересекаются в одной точке (рис. 4).
[{Large{text{Параллельные прямые}}}]
Определение
Две различные прямые на плоскости называются параллельными, если они не пересекаются.
Замечание
Заметим, что на плоскости существует три вида взаимного расположения прямых: совпадают, пересекаются и параллельны.
Аксиома параллельных прямых
Через точку, не лежащую на данной прямой, проходит единственная прямая, параллельная данной.
Следствия из аксиомы
1. Если прямая пересекает одну из параллельных прямых, то она пересекает и другую прямую.
2. Две прямые, параллельные третьей прямой, параллельны.
Теоремы: признаки параллельности прямых
1. Если при пересечении двух прямых (a) и (b) секущей (c) накрест лежащие углы равны: (angle 1=angle 2), то такие прямые параллельны.
2. Если при пересечении двух прямых (a) и (b) секущей (c) сумма односторонних углов (angle 1) и (angle 3) равна (180^circ), то такие прямые параллельны.
3. Если при пересечении двух прямых (a) и (b) секущей (c) соответственные углы равны: (angle 1=angle 4), то такие прямые параллельны.
Теоремы: свойства параллельных прямых
1. Если две параллельные прямые пересечены секущей, то накрест лежащие углы равны.
2. Если две параллельные прямые пересечены секущей, то сумма односторонних углов равна (180^circ).
3. Если две параллельные прямые пересечены секущей, то соответственные углы равны.
[{Large{text{Углы треугольника}}}]
Определения
Треугольник называется остроугольным, если все его углы острые.
Треугольник называется тупоугольным, если один его угол тупой (остальные — острые).
Треугольник называется прямоугольным, если один его угол прямой (остальные — острые).
Теорема
Сумма внутренних углов треугольника равна (180^circ).
Доказательство
Рассмотрим произвольный треугольник (ABC) и покажем, что (angle A +
angle B + angle C = 180^circ).
Проведём через вершину (B) прямую (a), параллельную стороне (AC).
Углы (1) и (4) являются накрест лежащими углами при пересечении параллельных прямых (a) и (AC) секущей (AB), а углы (3) и (5) – накрест лежащими углами при пересечении тех же параллельных прямых секущей (BC). Поэтому [begin{aligned}
&angle 4 = angle 1, angle 5 = angle 3. qquad qquad qquad
(1)
end{aligned}]
Очевидно, сумма углов (4, 2) и (5) равна развёрнутому углу с вершиной (B), то есть (angle 4 + angle 2 + angle 5 = 180^circ). Отсюда, учитывая равенства ((1)), получаем: (angle 1 + angle 2 + angle 3 = 180^circ).
Определение
Внешний угол треугольника – это угол, смежный с каким-нибудь внутренним углом треугольника.
Теорема
Внешний угол треугольника равен сумме двух углов треугольника, не смежных с ним: (angle BCD=angle BAC+angle ABC).
Доказательство
Рассмотрим рисунок.
Угол (4) – внешний угол треугольника, смежный с углом (3). Так как (angle 4 + angle 3 = 180^circ), а по теореме о сумме углов треугольника (angle 1 + angle 2 + angle 3 = 180^circ), то (angle 4 = angle 1 + angle 2), что и требовалось доказать.
[{Large{text{Равнобедренный треугольник}}}]
Определения
Треугольник называется равнобедренным, если две его стороны равны.
Эти стороны называются боковыми сторонами треугольника, а третья сторона — основанием.
Треугольник называется равносторонним, если все его стороны равны.
Равносторонний треугольник, очевидно, является и равнобедренным.
Теорема
В равнобедренном треугольнике биссектриса, проведённая к основанию, является медианой и высотой.
Доказательство
Пусть (ABC) – равнобедренный треугольник, (AB = BC), (BD) – биссектриса (проведённая к основанию).
Рассмотрим треугольники (ABD) и (BCD): (AB = BC), (angle ABD =
angle CBD), (BD) – общая. Таким образом, (triangle ABD =
triangle BCD) по двум сторонам и углу между ними.
Из равенства этих треугольников следует, что (AD = DC), следовательно, (BD) – медиана.
Кроме того, в равных треугольниках против равных сторон лежат равные углы, а (AB = BC), следовательно, [begin{aligned}
&angle ADB = angle CDB, qquad qquad qquad (2)
end{aligned}] но (angle ADB + angle CDB = angle ADC) – развёрнутый, следовательно, (angle ADB + angle CDB = 180^circ), откуда при учёте ((2)): (angle ADB = 90^circ = angle CDB), то есть (BD) – высота.
Верны и другие утверждения:
В равнобедренном треугольнике высота, проведенная к основанию, является биссектрисой и медианой.
В равнобедренном треугольнике медиана, проведенная к основанию, является биссектрисой и высотой.
Теорема
В равнобедренном треугольнике углы при основании равны.
Доказательство
Проведем биссектрису (BD) (см. рисунок из предыдущей теоремы). Тогда (triangle ABD=triangle CBD) по первому признаку, следовательно, (angle A=angle C).
Теоремы: признаки равнобедренного треугольника
1. Если в треугольнике два угла равны, то треугольник равнобедренный.
2. Если в треугольнике высота является медианой или биссектрисой, то треугольник равнобедренный.
Теорема о соотношении между сторонами и углами треугольника
В треугольнике против большей стороны лежит больший угол.
В треугольнике против большего угла лежит большая сторона.
Теорема: неравенство треугольника
В треугольнике сумма любых двух сторон больше третьей стороны.
Другая формулировка: в треугольнике разность любых двух сторон меньше третьей стороны.
[{Large{text{Прямоугольный треугольник}}}]
Определения
В прямоугольном треугольнике большая сторона (то есть сторона, лежащая напротив прямого угла) называется гипотенузой.
Две другие стороны называются катетами.
Теоремы: свойства прямоугольного треугольника
1. Сумма острых углов прямоугольного треугольника равна (90^circ).
2. В прямоугольном треугольнике катет, лежащий против угла (30^circ), равен половине гипотенузы.
Верно и обратное: если катет равен половине гипотенузы, то он лежит против угла (30^circ).
Равнобедренным треугольником называют треугольник, у которого две равные стороны. Эти стороны называют боковыми сторонами, третью сторону называют основанием. Если в задаче дан равнобедренный треугольник, то пользуются его свойствами.
1. В равнобедренном треугольнике углы при основании равны.
2. Высота, проведённая к основанию равнобедренного треугольника (между равными сторонами), является медианой и биссектрисой.
Посмотрим на рисунок 1. В треугольнике основание , боковые стороны , угол равен углу , высота делит на равные отрезки и угол на два равных угла.
Рис. 1.
Задача 1. В треугольнике , , . Найдите высоту .
Решение.
В треугольнике стороны , значит, он равнобедренный. Высота , проведённая к основанию равнобедренного треугольника, делит пополам, поэтому . Рассмотрим прямоугольный треугольник с прямым углом и катетами и . , . Найдём . Косинусом угла называют отношение прилежащего катета к гипотенузе.
По теореме Пифагора
Ответ: 16.
Задача 2. В треугольнике , высота равна 6, (см. рис. 2). Найдите тангенс угла .
Рис. 2.
Решение.
В равнобедренном треугольнике углы при основании равны. В данном треугольнике , основание , равны углы и . Следовательно, можно вместо тангенса угла найти тангенс угла . Рассмотрим прямоугольный треугольник с гипотенузой и катетами и . Длину катета можно найти по теореме Пифагора.
Тангенсом угла называют отношение противолежащего катета к прилежащему. Для нашего треугольника
Ответ: 0,5.
Задача 3. В треугольнике , . Найдите .
Решение.
Рис. 3.
В равнобедренном треугольнике высота является медианой, значит, (см. рис. 3). Рассмотрим прямоугольный треугольник с гипотенузой и катетами и . В данном треугольнике
, тогда
Катет ) можно найти по теореме Пифагора:
в два раза больше , .
Ответ: 12.
Задача 4. В треугольнике , . Найдите .
Решение.
Рис. 4.
Проведём высоту , тогда . Рассмотрим прямоугольный треугольник (см. рис. 4). Катет можно найти по теореме Пифагора.
Ответ: 0,35.
Треугольник — геометрическая фигура, образованная тремя отрезками, которые соединяют три точки, не лежащие на одной прямой.
СВОЙСТВА ТРЕУГОЛЬНИКА:
1. Сумма углов в треугольнике равна α + β + γ = 180°.
2. Против большей стороны находится больший угол; против меньшего угла находится меньшая сторона. Отсюда следует, что если:
a < b < c, то α < β < γ и наоборот.
3. Сумма длин двух любых сторон треугольника всегда больше длины третьей стороны:
a + b > c.
Если это правило не выполняется — треугольник не существует.
4. Формулы площади треугольника:
1 (через высоту) |
2 (через две стороны и синус угла между ними) |
3 (формула Герона) |
Площадь треугольника равна половине произведения его стороны на высоту, проведенную к этой стороне. |
Площадь треугольника равна половине произведения его сторон на синус угла между ними. |
Площадь треугольника равна квадратному корню из произведения его полупериметра на разности полупериметра и каждой из его сторон. |
5. Теорема косинусов: квадрат стороны треугольника равен сумме квадратов двух других сторон минус удвоенное произведение этих сторон на косинус угла между ними.
с² = а² + b² – 2ab · cosγ
6. Теорема синусов: Отношения сторон треугольника к синусам противоположных им углов равны. Это отношение равно 2R, где R — радиус описанной окружности.
7. Внешний угол треугольника — δ, является смежным с одним из внутренних углов (сумма = 180°). Из этого следует, что внешний угол равен сумме двух внутренних, но не смежных с ним, углов треугольника (α + β = δ).
ВИДЫ ТРЕУГОЛЬНИКОВ:
Треугольники бывают:
- остроугольными (если все его углы острые),
- тупоугольными (если один из его углов тупой),
- прямоугольными (если один из его углов прямой).
Треугольник называется:
- равнобедренным, если две его стороны равны;
- равносторонним, если все три стороны равны;
- разносторонним, если все его стороны разные.
ЭЛЕМЕНТЫ ТРЕУГОЛЬНИКА:
БИССЕКТРИСА
Биссектриса ― луч, который соединяет вершину треугольника с противоположной стороной, при этом разделяя угол на две равные части.
Свойства биссектрисы треугольника:
1. Все три биссектрисы треугольника пересекаются в одной точке. Эта точка — центр вписанной в треугольник окружности.
2. Биссектриса треугольника делит противоположную сторону на отрезки, пропорциональные двум другим сторонам.
3. Формулы для биссектрисы треугольника. Если а и b — стороны треугольника, γ — угол между ними, l — биссектриса треугольника, проведённая из вершины этого угла, а а’ и b’ — отрезки, на которые биссектриса делит третью сторону треугольника, то
МЕДИАНА
Медиана ― отрезок, соединяющий вершину треугольника с серединой противоположной стороны.
Свойства медианы треугольника:
1. Все три медианы треугольника пересекаются в одной точке, которая называется центроидом или центром тяжести треугольника, и точкой пересечения делятся в отношении 2 к 1, считая от вершины.
- Медиана разбивает треугольник на два равновеликих (по площади) треугольника.
- Треугольник делится тремя медианами на шесть равновеликих треугольников.
- В прямоугольном треугольнике медиана, проведённая из вершины с прямым углом, равняется половине гипотенузы.
- Формула для медианы треугольника. Если стороны треугольника a и b, mc — медиана треугольника, проведённая к стороне c, то
ВЫСОТА
Высота — перпендикуляр, опущенный из вершины треугольника на противоположную сторону (точнее, на прямую, содержащую противоположную сторону).
В зависимости от типа треугольника высота может содержаться:
- внутри треугольника (для остроугольного треугольника),
- совпадать с его стороной (являться катетом прямоугольного треугольника),
- проходить вне треугольника (для тупоугольного треугольника).
Свойства высоты треугольника:
1. Все три высоты треугольника пересекаются в одной точке, которая называется ортоцентром.
2. В прямоугольном треугольнике высота, проведенная из вершины прямого угла, разбивает его на два треугольника, подобных исходному.
3. Если в треугольнике две высоты равны, то треугольник — равнобедренный.
4. Если CC₁ и АА₁ — высоты треугольника АВС, то треугольник ВА₁С₁ подобен треугольнику АВС, причём коэффициент подобия равен cos B.
Сложные теоремы:
5. Если Н — точка пересечения высот треугольника AВС, а О — центр его описанной окружности, то отрезок АН вдвое больше расстояния от точки О до середины стороны ВС. То есть AH = 2OM.
6. Если Н — точка пересечения высот треугольника AВС, М — точка пересечения медиан треугольника AВС, а О — центр его описанной окружности, то точки О, H и М лежат на одной прямой (прямая Эйлера), причём точка М лежит на отрезке ОН и ОМ : МН = 1 : 2.
СРЕДИННЫЙ ПЕРПЕНДИКУЛЯР
Срединный перпендикуляр треугольника — прямая, перпендикулярная стороне треугольника и проходящая через его середину.
Все три срединных перпендикуляра треугольника пересекаются в одной точке, которая является центром описанной около треугольника окружности.
СРЕДНЯЯ ЛИНИЯ
Средняя линия треугольника — отрезок, соединяющий середины двух сторон этого треугольника
Свойства средней линии треугольника:
- Средняя линия треугольника, соединяющая середины двух данных сторон, параллельна третьей стороне и равна ее половине:
MN||BC,MN = 1/2 BC
- В любом треугольнике три средних линии, при пересечении которых образуются 4 равных треугольника, подобных исходному с коэффициентом 1/2.
ПОДОБИЕ И РАВЕНСТВО ТРЕУГОЛЬНИКОВ
Подобные треугольники |
Равные треугольники |
Треугольники подобны, если их углы равны. В подобных фигурах сохраняется отношение между соответствующими сторонами и другими линейными величинами (высоты, медианы, биссектрисы и периметры): Также сохраняется внутреннее отношение длин: |
Два треугольника равны, если у них соответствующие стороны равны и соответствующие углы равны (треугольники равны, если их можно совместить наложением). |
Признаки подобия треугольников: 1. По двум пропорциональным сторонам и углу между ними: 2. 3. По двум равным углам (тогда и третьи тоже будут равны) 4. 5. По трем пропорциональным сторонам: |
Признаки равенства треугольников: 1. По двум сторонам и углу между ними: 2. По стороне и двум прилежащим к ней углам. 3. По трем сторонам. |
ОСОБЫЕ ТРЕУГОЛЬНИКИ И ИХ СВОЙСТВА:
«Особенными», то есть обладающими какими — то дополнительными свойствами, считаются:
- равнобедренный,
- равносторонний
- прямоугольный треугольники.
РАВНОБЕДРЕННЫЙ ТРЕУГОЛЬНИК
Равнобедренный треугольник ― это треугольник, у которого две стороны равны (АВ = АС).
Равные стороны (АВ и АС) в таком треугольнике называются боковыми, а оставшаяся третья сторона (ВС) ― основанием.
Свойства равнобедренного треугольника:
1. Углы при основании равны (∠АВС = ∠АСВ).
2. Медиана, проведённая к основанию, является биссектрисой и высотой. То есть она не только делит противолежащую сторону пополам (ВМ = МС), но и падает на неё под углом 90°, а кроме того делит угол, из которого выходит, пополам (∠ВАМ = ∠МАС).
Посмотрим на пример конкретной задачи. В равнобедренном треугольнике внешний угол равен 80°, необходимо найти все углы треугольника. Сразу возникает вопрос ― внешний угол при каком угле треугольника? Предположим, что это внешний угол при угле В (с нашего первого рисунка). Но в таком случае выходит, что сам ∠В = 100° (по сумме смежных углов). Значит, и ∠С = 100°, так как треугольник равнобедренный. Но тогда сумма только двух углов получается 200°, чего быть никак не может. Значит, речь идёт о внешнем угле при угле А треугольника. Тогда ∠А = 100°, а ∠В = ∠С = 40°.
РАВНОСТОРОННИЙ ТРЕУГОЛЬНИК
Равносторонний треугольник ― треугольник, у которого все три стороны равны
Свойства равностороннего треугольника:
1. Кроме равенства сторон в таком треугольнике равны и все углы (каждый из которых по 60° ― так как 180°/3 = 60°).
2. Медиана, проведённая из любого угла, будет являться биссектрисой и высотой (другими словами, равносторонний треугольник с любой стороны является равнобедренным).
1. Центры вписанной и описанной окружностей совпадают.
2. Формулы 2 и 3 для площади треугольника превращаются в одну формулу:
— Через синус (так как все стороны равны и каждый угол равен 60°):
— Формула Герона (так как все стороны равны):
ПРЯМОУГОЛЬНЫЙ ТРЕУГОЛЬНИК
Прямоугольный треугольник ― треугольник, у которого один угол равен 90° (собственно, это и есть прямой угол, дающий название всему треугольнику). Сторона, лежащая против такого угла, называется гипотенузой (АВ), а две другие стороны ― катетами (АС и ВС).
Свойства прямоугольного треугольника:
1. В любом прямоугольном треугольнике гипотенуза всегда больше катета (против большего угла лежит большая сторона, и наоборот).
2. Теорема Пифагора: квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов
АВ2 = АС2 + ВС2
Теорема, обратная теореме Пифагора: Если для сторон произвольного треугольника выполняется отношение АВ2= АС2 + ВС2, то треугольник является прямоугольным.
3. Центр описанной вокруг прямоугольного треугольника окружности всегда лежит на середине гипотенузы (доказательство: прямой ∠С становится вписанным, а против вписанного угла в 90° всегда лежит диаметр ― значит, гипотенуза является диаметром).
Высота, проведенная к гипотенузе, разбивает треугольник на два подобных прямоугольных треугольника, каждый из которых подобен исходному треугольнику
4. Высота, проведенная к гипотенузе, равна:
- Произведению катетов, деленному на гипотенузу
- Среднему геометрическому из произведений отрезков, на которые гипотенуза делится высотой
5. Медиана, проведенная к гипотенузе равна половине гипотенузы, то есть радиусу описанной около треугольника окружности.
6. Формулы площади прямоугольного треугольника:
1 |
2 |
3 |
Площадь прямоугольного треугольника равна половине произведения его катетов. |
Площадь прямоугольного треугольника равна половине произведения гипотенузы на опущенную к ней высоту. |
Площадь прямоугольного треугольника равна половине произведения его катета, гипотенузы и синуса угла между ними. |
ЗОЛОТОЙ И СЕРЕБРЯНЫЙ ТРЕУГОЛЬНИКИ:
Серебряный треугольник — треугольник с углами 45°, 45° и 90° (разрубленный по диагонали квадрат) Отношение сторон в серебряном треугольнике: |
Золотой треугольник — треугольник с углами 30°, 60° и 90°. Отношение сторон в золотом треугольнике: |