Как найти гипотенузу: 4 способа поиска ответа
После изучения темы про прямоугольные треугольники ученики часто выбрасывают из головы всю информацию о них. В том числе и то, как найти гипотенузу, не говоря уже о том, что это такое.
И напрасно. Потому что в дальнейшем диагональ прямоугольника оказывается этой самой гипотенузой, и ее нужно найти. Или диаметр окружности совпадает с самой большой стороной треугольника, один из углов которого прямой. И найти ее без этого знания невозможно.
Существует несколько вариантов того, как найти гипотенузу треугольника. Выбор метода зависит от исходного набора данных в условии задачи величин.
Способ под номером 1: даны оба катета
Это самый запоминающийся метод, потому что использует теорему Пифагора. Только иногда ученики забывают, что по этой формуле находится квадрат гипотенузы. Значит, чтобы найти саму сторону, нужно будет извлечь квадратный корень. Поэтому формула для гипотенузы, которую принято обозначать буквой «с», будет выглядеть так:
с = √ (а 2 + в 2 ), где буквами «а» и «в» записаны оба катета прямоугольного треугольника.
Способ под номером 2: известен катет и угол, который к нему прилежит
Для того чтобы узнать, как найти гипотенузу, потребуется вспомнить тригонометрические функции. А именно косинус. Для удобства будем считать, что даны катет «а» и прилежащий к нему угол α.
Теперь нужно вспомнить, что косинус угла прямоугольного треугольника равен отношению двух сторон. В числителе будет стоять значение катета, а в знаменателе — гипотенузы. Из этого следует, что последнюю можно будет сосчитать по формуле:
с = а / cos α.
Способ под номером 3: даны катет и угол, который лежит напротив него
Чтобы не запутаться в формулах, введем обозначение для этого угла — β, а сторону оставим прежнюю «а». В этом случае потребуется другая тригонометрическая функция – синус.
Как и в предыдущем примере, синус равен отношению катета к гипотенузе. Формула этого способа выглядит так:
с = а / sin β.
Для того чтобы не запутаться в тригонометрических функциях, можно запомнить простое мнемоническое привило: если в задаче идет речь о противолежащем угле, то нужно использовать синус, если — о прилежащем, то косинус. Следует обратить внимание на первые гласные в ключевых словах. Они образуют пары о-и или и-о.
Способ под номером 4: по радиусу описанной окружности
Теперь, для того чтобы узнать, как найти гипотенузу, потребуется вспомнить свойство окружности, которая описана около прямоугольного треугольника. Оно гласит следующее. Центр окружности совпадает с серединой гипотенузы. Если сказать по-другому, то самая большая сторона прямоугольного треугольника равна диагонали окружности. То есть удвоенному радиусу. Формула для этой задачи будет выглядеть так:
с = 2 * r, где буквой r обозначен известный радиус.
Это все возможные способы того, как находить гипотенузу прямоугольного треугольника. Пользоваться в каждой конкретной задаче нужно тем методом, который больше подходит по набору данных.
Пример задачи №1
Условие: в прямоугольном треугольнике проведены медианы к обоим катетам. Длина той, которая проведена к большей стороне, равна √52. Другая медиана имеет длину √73. Требуется вычислить гипотенузу.
Так как в треугольнике проведены медианы, то они делят катеты на два равных отрезка. Для удобства рассуждений и поиска того, как найти гипотенузу, нужно ввести несколько обозначений. Пусть обе половинки большего катета будут обозначены буквой «х», а другого — «у».
Теперь нужно рассмотреть два прямоугольных треугольника, гипотенузами у которых являются известные медианы. Для них нужно дважды записать формулу теоремы Пифагора:
(2у) 2 + х 2 = (√52) 2
(у) 2 + (2х) 2 = (√73) 2 .
Эти два уравнения образуют систему с двумя неизвестными. Решив их, легко можно будет найти катеты исходного треугольника и по ним его гипотенузу.
Сначала нужно все возвести во вторую степень. Получается:
Из второго уравнения видно, что у 2 = 73 – 4х 2 . Это выражение нужно подставить в первое и вычислить «х»:
4(73 – 4х 2 ) + х 2 = 52.
292 – 16 х 2 + х 2 = 52 или 15х 2 = 240.
Из последнего выражения х = √16 = 4.
Теперь можно вычислить «у»:
у 2 = 73 – 4(4) 2 = 73 – 64 = 9.
По данным условия получается, что катеты исходного треугольника равны 6 и 8. Значит, можно воспользоваться формулой из первого способа и найти гипотенузу:
√(6 2 + 8 2 ) = √(36 + 64) = √100 = 10.
Ответ: гипотенуза равна 10.
Пример задачи №2
Условие: вычислить диагональ, проведенную в прямоугольнике с меньшей стороной, равной 41. Если известно, что она делит угол на такие, которые соотносятся как 2 к 1.
В этой задаче диагональ прямоугольника является наибольшей стороной в треугольнике с углом 90º. Поэтому все сводится к тому, как найти гипотенузу.
В задаче идет речь об углах. Это значит, что нужно будет пользоваться одной из формул, в которых присутствуют тригонометрические функции. А сначала требуется определить величину одного из острых углов.
Пусть меньший из углов, о которых идет речь в условии, будет обозначен α. Тогда прямой угол, который делится диагональю, будет равен 3α. Математическая запись этого выглядит так:
Из этого уравнения просто определить α. Он будет равен 30º. Причем он будет лежать напротив меньшей стороны прямоугольника. Поэтому потребуется формула, описанная в способе №3.
Гипотенуза равна отношению катета к синусу противолежащего угла, то есть:
Расчет гипотенузы треугольника
Гипотенуза треугольника – это самая длинная сторона прямоугольного треугольника, лежащая против его прямого угла.
Формула расчета гипотенузы:
c = √(a 2 + b 2 ), где
a – катет;
b – катет;
c – гипотенуза.
Быстро выполнить эту математическую операцию можно с помощью нашей онлайн программы. Для этого необходимо в соответствующее поле ввести исходное значение и нажать кнопку.
На этой странице представлен самый простой онлайн калькулятор расчета гипотенузы прямоугольного треугольника, если известны его катеты. С помощью этой программы вы в один клик сможете рассчитать гипотенузу треугольника.
Свойства прямоугольного треугольника
Треугольник, у которого один из углов равен 90°, называют прямоугольным треугольником. Сторону, лежащую против угла в 90°, называют гипотенузой , две другие стороны называют катетами .
Катеты прямоугольного треугольника
Длины катетов прямоугольного треугольника меньше длины гипотенузы.
Равнобедренным прямоугольным треугольником называют такой прямоугольный треугольник, у которого равны катеты.
Острые углы равнобедренного прямоугольного треугольника равны 45°.
Катет прямоугольного треугольника, лежащий против угла в 30° , равен половине гипотенузы.
Катет, равный половине гипотенузы
Если в прямоугольном треугольнике один из катетов равен половине гипотенузы, то этот катет лежит против угла в 30° .
Медиана, проведённая к гипотенузе прямоугольного треугольника
Медиана прямоугольного треугольника, проведённая из вершины прямого угла, равна половине гипотенузы.
Медиана треугольника, равная половине стороны, к которой она проведена
Если в треугольнике медиана равна половине стороны, к которой она проведена, то такой треугольник является прямоугольным.
Середина гипотенузы прямоугольного треугольника является центром описанной около него окружности.
Если в треугольнике центр описанной окружности лежит на одной из сторон, то этот треугольник является прямоугольным треугольником, а центр описанной окружности совпадает с серединой гипотенузы.
В прямоугольном треугольнике квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов
Обратная теорема Пифагора
Если в треугольнике квадрат одной стороны равен сумме квадратов двух других сторон, то такой треугольник является прямоугольным
Фигура | Рисунок | Формулировка |
Прямоугольный треугольник | ||
Равнобедренный прямоугольный треугольник | ||
Прямоугольный треугольник с углом в 30° |
Определение прямоугольного треугольника:
Треугольник, у которого один из углов равен 90° , называют прямоугольным треугольником .
Сторону, лежащую против угла в 90° , называют гипотенузой , две другие стороны называют катетами .
Свойство катетов прямоугольного треугольника:
Длины катетов прямоугольного треугольника меньше длины гипотенузы.
Прямоугольный треугольник |
Равнобедренный прямоугольный треугольник |
Определение равнобедренного прямоугольного треугольника: Равнобедренным прямоугольным треугольником называют такой прямоугольный треугольник, у которого равны катеты. Свойство углов прямоугольного треугольника: Острые углы равнобедренного прямоугольного треугольника равны 45° . |
Прямоугольный треугольник с углом в 30° |
Свойство прямоугольного треугольника с углом в 30° : Катет прямоугольного треугольника, лежащий против угла в 30° , равен половине гипотенузы. Признак прямоугольного треугольника с углом в 30° : Если в прямоугольном треугольнике один из катетов равен половине гипотенузы, то этот катет лежит против угла в 30° . |
Медиана, проведённая к гипотенузе прямоугольного треугольника |
Свойство медианы, проведенной к гипотенузе прямоугольного треугольника: Медиана прямоугольного треугольника, проведённая из вершины прямого угла, равна половине гипотенузы. Признак прямоугольного треугольника: Если в треугольнике медиана равна половине стороны, к которой она проведена, то такой треугольник является прямоугольным. |
Центр описанной окружности |
Свойство окружности, описанной около прямоугольного треугольника: Середина гипотенузы прямоугольного треугольника является центром описанной около него окружности. Признак прямоугольного треугольника: Если в треугольнике центр описанной окружности лежит на одной из сторон, то этот треугольник является прямоугольным треугольником, а центр описанной окружности совпадает с серединой гипотенузы. |
В прямоугольном треугольнике квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов Обратная теорема Пифагора: Если в треугольнике квадрат одной стороны равен сумме квадратов двух других сторон, то такой треугольник является прямоугольным [spoiler title=”источники:”] http://www.center-pss.ru/math/gipotenuza.htm http://www.resolventa.ru/demo/traininggia.htm [/spoiler] |
О нас |
Демоверсии |
Учебные пособия |
Справочник по математике |
Справочник по математике | Геометрия (Планиметрия) | Треугольники |
Фигура | Рисунок | Формулировка |
Прямоугольный треугольник | Треугольник, у которого один из углов равен 90°, называют прямоугольным треугольником. Сторону, лежащую против угла в 90°, называют гипотенузой, две другие стороны называют катетами. | |
Катеты прямоугольного треугольника | Длины катетов прямоугольного треугольника меньше длины гипотенузы. | |
Равнобедренный прямоугольный треугольник | Равнобедренным прямоугольным треугольником называют такой прямоугольный треугольник, у которого равны катеты.Острые углы равнобедренного прямоугольного треугольника равны 45°. | |
Прямоугольный треугольник с углом в 30° | Катет прямоугольного треугольника, лежащий против угла в 30°, равен половине гипотенузы. | |
Катет, равный половине гипотенузы | Если в прямоугольном треугольнике один из катетов равен половине гипотенузы, то этот катет лежит против угла в 30°. | |
Медиана, проведённая к гипотенузе прямоугольного треугольника | Медиана прямоугольного треугольника, проведённая из вершины прямого угла, равна половине гипотенузы.Посмотреть доказательство | |
Медиана треугольника, равная половине стороны, к которой она проведена | Если в треугольнике медиана равна половине стороны, к которой она проведена, то такой треугольник является прямоугольным. | |
Центр описанной окружности | Середина гипотенузы прямоугольного треугольника является центром описанной около него окружности.Посмотреть доказательство | |
Если в треугольнике центр описанной окружности лежит на одной из сторон, то этот треугольник является прямоугольным треугольником, а центр описанной окружности совпадает с серединой гипотенузы. | ||
Теорема Пифагора |
|
|
Обратная теорема Пифагора | Если в треугольнике квадрат одной стороны равен сумме квадратов двух других сторон, то такой треугольник является прямоугольным |
Прямоугольный треугольник |
|
Равнобедренный прямоугольный треугольник |
|
Прямоугольный треугольник с углом в 30° |
|
Медиана, проведённая к гипотенузе прямоугольного треугольника |
|
Центр описанной окружности |
|
Теорема Пифагора |
|
На сайте можно также ознакомиться с нашими учебными материалами для подготовки к ЕГЭ и ОГЭ по математике.
Источник: https://www.resolventa.ru/demo/traininggia.htm
Как найти гипотенузу в прямоугольном треугольнике: самые простые и запоминающиеся формулы для учеников
Как известно, геометрия – непростая наука, требующая особой аккуратности и точности в решении задач. Многие выражения и формулы, которые мы впоследствии используем в более сложных вычислениях, изложены в учебниках по математике 6-7 класса. Чтобы сделать процесс изучения тригонометрических функций более простым и приятным, в этой статье мы рассмотрим несколько коротких способ вычисления гипотенузы прямоугольного треугольника.
Как найти гипотенузу по катетам?
Вспомним немного теории: прямоугольным треугольником называют плоскую фигуру, у которой есть три угла. Один из них имеет величину 90º, а стороны называют катетами и гипотенузой.
Та сторона, которая противолежит прямому углу, и есть гипотенуза, а остальные две – это прилежащие катеты. Главная игра сторон проявляется в теореме Пифагора, согласно которой гипотенуза равняется сумме квадратов катетов.
Однако это лишь кажется запутанным, ведь на самом деле все гораздо проще.
Свойства геометрической фигуры
Перед тем, как найти гипотенузу треугольника, необходимо разобраться, какие особенности имеет данная фигура. Рассмотрим главные из них:
- В прямоугольном треугольнике оба острых угла в сумме будут равны 90º.
- Катет, лежащий против угла в 30º, будет равен ½ от величины гипотенузы.
- Если катет равен ½ от значения гипотенузы, тогда второй угол будет иметь такую же величину – 30º.
Найти гипотенузу в прямоугольном треугольнике можно несколькими способами. Самым простым решением является вычисление через катеты. Допустим, вам известны значения катетов сторон А и В.
Тогда на выручку приходит теорема Пифагора, повествующая нам, что если поставить каждую величину катета в квадрат и просуммировать полученные данные, мы узнаем чему равна гипотенуза.
Таким образом, нам необходимо просто извлечь значение квадратного корня:
Как найти гипотенузу через угол?
Еще одним способом, который поможет узнать, чему равна гипотенуза в прямоугольном треугольнике, является вычисление через заданный угол. Для этого нам потребуется вывести величину через формулу синуса. Допустим, нам известна величина катета (А) и значение противолежащего угла (α). Тогда все решение заключается в одной формуле: С=А/sin(α).
- Например, если длина катета 40 см, а угол составляет 45°, тогда длину гипотенузы можно вывести следующим образом:
- 40/sin(45°) = 40/0,71 = 56,33.
Определить искомую величину можно также через косинус заданного угла. Допустим, нам известно значение одного катета (В) и острого прилежащего угла (α). Тогда для решения задачи понадобится одна формула: С=В/ cos(α).
- К примеру, если длина катета имеет значение 50 см, а угол составляет 45°, тогда гипотенузу можно вычислить следующим образом:
- 50/cos(45°) = 50/0,71 = 80,42.
Таким образом, мы рассмотрели основные способы как узнать гипотенузу в треугольнике. В ходе решения задания важно сконцентрировать внимание на имеющихся данных, тогда найти неизвестную величину будет достаточно просто. Необходимо знать всего пару формул и процесс решения задач станет простым и приятным.
Источник: https://otvetkak.ru/other/kak-najti-gipotenuzu-v-pryamougolnom-treugolnike.html
Гипотенуза в прямоугольном треугольнике
Гипотенуза – это самая длинная сторона прямоугольного треугольника. Она лежит напротив прямого угла. Длина гипотенузы может быть найдена различными способами.
Если известна длина обоих катетов, то ее размер вычисляется по теореме Пифагора: сумма квадратов двух катетов равняется квадрату гипотенузы.
Соответственно длина гипотенузы в прямоугольном треугольнике вычисляется по формуле:
К примеру: катет a = 3 см, катет b = 4 см.
Чтобы найти длину гипотенузы в прямоугольном треугольнике, подставим числа в формулу. =5 см
Преобразовав эту формулу можно найти и длину одного неизвестного катета.
,
В случае если известна длина катета A и гипотенузы C, угол α можно определить по формуле:
Второй угол будет вычисляться так: β = 180°-90°-α. Зная, что сумма всех углов составляет 180°, вычитаем прямой угол и уже известный.
К примеру: A = 3 см, C=5 см, подставляем значения в формулу: =0,6
По таблицу синусов угол α будет приблизительно равен 36°, соответственно угол β = 54°.
Если по условиям даны параметры двух катетов, то можно найти острый угол по следующей формуле:
К примеру: A = 3 см, B = 4 см
Подставляем значения в формулу =0,75
По таблице тангенсов угол α будет равняться 36°, соответственно угол β = 54°.
Также стороны прямоугольного треугольника можно найти по различным формулам в зависимости от количества известных переменных.
A
B
C
При расчете параметров прямоугольного треугольника важно обращать внимание на известные значения и решать задачу по самой простой формуле.
Источник: https://2mb.ru/matematika/geometriya/gipotenuza-v-pryamougolnom-treugolnike/
Формула гипотенузы равнобедренного прямоугольного треугольника
1001student.ru > Геометрия > Формула гипотенузы равнобедренного прямоугольного треугольника
В повседневной жизни каждому человеку время от времени приходится решать задачи из школьной программы.
Несмотря на то что многие в детстве считали эти знания ненужными, сейчас все понимают, что были неправы.
Например, в любой момент может понадобиться найти длину гипотенузы равнобедренного треугольника, формулу расчета которой несложно вывести самостоятельно. Для этого следует вспомнить законы геометрии.
Законы геометрии
В первую очередь надо определиться с терминами. Чтобы в дальнейшем было понятно, что означают те или иные геометрические понятия, необходимо вспомнить следующие определения:
- треугольник;
- сторона;
- угол;
- бедро;
- равнобедренный;
- равносторонний;
- прямоугольный;
- гипотенуза;
- катет;
- теорема.
Треугольник – это замкнутая геометрическая фигура, состоящая из трех точек, соединенных последовательно тремя отрезками, которые являются сторонами этой фигуры. Прямые, исходящие из одной точки, образуют угол.
Каждый треугольник состоит из трех сторон. Исходящие из одной вершины стороны называются бедрами, поэтому фигура, у которой минимум две стороны имеют равную длину, называется равнобедренной. В случае когда все стороны фигуры равны, она называется равносторонним треугольником.
Треугольник, в котором есть прямой угол, называется прямоугольным. Прямым в геометрии называется угол в 90 градусов. Поскольку в каждой треугольной фигуре сумма всех углов равна 180 градусов, то в ней может быть только один прямой угол. Гипотенуза в переводе с греческого языка означает «натянутая» – это сторона треугольника, которая лежит напротив прямого угла.
Катет – это одна из двух других сторон прямоугольного треугольника, тоже греческое слово, которое в переводе означает опущенный, отвесный или перпендикуляр. Катеты одновременно являются бедрами, а в равнобедренном прямоугольном треугольнике гипотенуза служит еще и основанием.
Теорема – это истина, которую надо доказать. Одно из самых известных и значимых правил геометрии – это теорема Пифагора.
Теорема Пифагора
Древнегреческий математик и философ Пифагор, если верить историкам, первым нашел правильный расчет соотношения размеров длин катетов и гипотенузы. Согласно теореме Пифагора, длина гипотенузы в квадрате равна сумме длин катетов, возведенных в квадрат. Можно кратко описать теорему, обозначив гипотенузу буквой Г, а катеты — К1 и К2:
Г2 =К12 + К22
Как вычислить формулу
Если довериться логике и Пифагору, то легко высчитать, что размер самой длинной стороны треугольника будет равен квадратному корню из суммы квадратов двух меньших сторон. Если учесть, что в равнобедренном треугольнике катеты равны, то формулу можно усовершенствовать.
Гипотенузу равнобедренного треугольника можно рассчитать путем вычисления квадратного корня из квадрата длины катета, умноженного на два.
Вопрос на засыпку
Чтобы ответить на вопрос, как найти гипотенузу равностороннего треугольника, надо вспомнить, чему равен каждый его угол.
При любой длине сторон в этой фигуре, сумма всех углов неизменна и равна 180 градусов, соответственно каждый из них в этой фигуре равен 60 градусов.
Прямого угла в такой фигуре не может быть по определению, поэтому нет и гипотенузы. Значит, поставленный вопрос некорректен и не имеет ответа.
Практическое применение
В каких сферах повседневной жизни может понадобиться знание формулы? Эта тема находит практическое применение в архитектуре, строительстве, физике, математике, астрономии и других областях народного хозяйства, например:
- Для дизайнера, работающего над планировкой дома или квартиры, важно знать, является ли конкретный угол прямым. Высчитав длину всех сторон, можно сделать вывод о размере угла.
- В организациях, занимающихся оптовой торговлей или транспортными услугами, для правильного построения логистической схемы распределения товара между розничными точками порой необходимо рассчитывать самые краткие и оптимальные пути передвижения между различными объектами.
- На даче или огороде можно правильно рассчитать длину лестницы, необходимой для установки на определенную высоту под определенным углом, чтобы легко взбираться на мансарду или чердак.
Если внимательно оглядеться вокруг, можно различить большое количество разнообразных геометрических фигур.
Где геометрия, там и возможности использовать ее правила и формулы расчетов, в том числе и формулу длины гипотенузы.
Источник: https://1001student.ru/geometriya-2/formula-gipotenuzy-ravnobedrennogo-pryamougolnogo-treugolnika.html
Свойство медианы прямоугольного треугольника
Медиана прямоугольного треугольника, проведенная к гипотенузе, равна половине гипотенузы.
Пусть СМ — медиана прямоугольного треугольника АВС с прямым углом С.
Проведем через вершину В прямую m, параллельную катету АС.
Через вершину А проведем прямую n, параллельную катету ВС.
Прямые m и n пересекаются в точке К.
Мы получили прямоугольник АКВС (параллелограмм, в котором угол С – прямой).
Диагонали прямоугольника равны и в точке пересечения делятся пополам.
Задача ЕГЭ по теме «Медиана прямоугольного треугольника»
В треугольнике ABC угол ACB равен , угол B равен , CD — медиана. Найдите угол ACD. Ответ дайте в градусах.
Медиана прямоугольного треугольника, проведенная к гипотенузе, равна половине гипотенузы. Это значит, что треугольник CBD – равнобедренный, CD = BD. Тогда
Источник: https://ege-study.ru/mediana-pryamougolnogo-treugolnika
Гипотенуза и угол “α” прямоугольного треугольника
Если в прямоугольном треугольнике известна гипотенуза и угол α, то можно сразу вычислить катеты и угол β из свойства суммы углов треугольника и отношений синуса и косинуса. (рис. 79.1)
β=90°-α
a=c sinα
b=c cosα
Периметр, заданный суммой катетов и гипотенузы, можно представить в виде суммы известной гипотенузы и выраженных через нее катетов.
P=a+b+c=c sinα+c cosα+c=c(sinα+cosα+1)
Площадь любого прямоугольного треугольника равна половине произведения катетов, следовательно, чтобы рассчитать площадь через гипотенузу и угол α, необходимо также заменить неизвестные на соответствующие выражения.
S=ab/2=(sinα cosα)/2
Треугольник, в котором один угол прямой, будет иметь всего одну высоту, опущенную на гипотенузу. Из любого внутреннего прямоугольного треугольника, полученного с помощью дополнительного построения высоты, можно выразить ее, как произведение катета и синуса угла. (рис. 79.2)
h=b sinα=c cosα sinα
Найти медиану прямоугольного треугольника проще всего, если она опущена на гипотенузу, в таком случае она будет равна ее половине. Медианы катетов вычисляются по стандартным формулам с заменой переменных через гипотенузу. (рис.79.
3)
m_с=c/2
m_b=√(2a^2+2c^2-b^2 )/2=√(2a^2+2a^2+2b^2-b^2 )/2=√(4a^2+b^2 )/2=√(4 〖c^2 sin^2〗α+〖c^2 cos^2〗α )/2=(с√(3 sin^2α+1))/2
m_a=√(2c^2+2b^2-a^2 )/2=√(2a^2+2b^2+2b^2-a^2 )/2=√(4 〖c^2 cos〗^2α+sin^2α )/2=(с√(3 cos^2α+1))/2
Рассчитать биссектрисы прямоугольного треугольника тоже достаточно просто, если использовать специальные формулы, зная гипотенузу и угол α. Преобразуя выражения, можно упростить их до следующих тождеств. (рис. 79.
4)
l_с=(ab√2)/(a+b)=(c sinα cosα √2)/(sinα+cosα )
l_a=√(bc(a+b+c)(b+c-a) )/(b+c)=√(bc((b+c)^2-a^2 ) )/(b+c)=√(bc(b^2+2bc+c^2-a^2 ) )/(b+c)=√(bc(b^2+2bc+b^2 ) )/(b+c)=√(bc(2b^2+2bc) )/(b+c)=(b√(2c(b+c) ))/(b+c)=(c cosα √(2c(c cosα+c) ))/(c cosα+c)=(c cosα √(2(cosα+1) ))/(cosα+1)
l_b=√(ac(a+b+c)(a+c-b) )/(a+c)=(a√(2c(a+c) ))/(a+c)=(c sinα √(2c(c sinα+c) ))/(c sinα+c)=(c sinα √(2(sinα+1) ))/(sinα+1)
Проведенная средняя линия прямоугольного треугольника создает внутри него еще один подобный треугольник в два раза меньше первоначального, поэтому сама она равна половине параллельной ей стороны. (рис. 79.7)
M_a=a/2=(c sinα)/2
M_b=b/2=(c cosα)/2
M_c=c/2
Прямоугольный треугольник может быть вписан в окружность и описан вокруг нее.
Радиус вписанной окружности внутри треугольника можно вычислить, сложив катеты за вычетом гипотенузы, и разделив полученное число на два.
Рассчитать радиус описанной окружности для прямоугольного треугольника через гипотенузу еще проще, так как он равен ее половине. (рис. 79.5, 79.6)
r=(a+b-c)/2=(c sinα+c cosα-c)/2=c/2 (sinα+cosα-1)
R=c/2
Источник: https://geleot.ru/education/math/geometry/calc/triangle/hypotenuse_and_angle_a
Вписанные и описанные треугольники. Еще две формулы площади треугольника. Теорема синусов
Вписанный треугольник — треугольник, все вершины которого лежат на окружности. Тогда окружность называется описанной вокруг треугольника.
Очевидно, расстояние от центра описанной окружности до каждой из вершин треугольника одинаково и равно радиусу этой окружности.
Вокруг любого треугольника можно описать окружность, причем только одну.
Окружность вписана в треугольник, если она касается всех его сторон. Тогда сам треугольник будет описанным вокруг окружности. Расстояние от центра вписанной окружности до каждой из сторон треугольника равно радиусу этой окружности.
В любой треугольник можно вписать окружность, причем только одну.
Рассмотрим важные теоремы, которые помогут нам при решении задач.
Теорема 1. Вокруг любого треугольника можно описать окружность, причем только одну. Ее центр – это точка пересечения серединных перпендикуляров к сторонам треугольника.
Иногда говорят, что окружность описана около треугольника. Это означает то же самое – все вершины треугольника лежат на окружности.
Доказательство этой теоремы здесь: Свойство серединных перпендикуляров.
Теорема 2. В любой треугольник можно вписать окружность, причем только одну. Ее центром является точка пересечения биссектрис треугольника.
Доказательство теоремы здесь: Свойства биссектрис треугольника.
Теорема 3. Центр окружности, описанной вокруг прямоугольного треугольника, лежит на середине гипотенузы, а радиус этой окружности равен половине гипотенузы.
Доказательство:
Медиана, проведенная к гипотенузе, равна ее половине, по свойству медианы прямоугольного треугольника.
Его доказательство можно найти здесь: Свойство медианы прямоугольного треугольника.
Поэтому середина гипотенузы – это точка, равноудаленная от вершины прямого угла и от концов гипотенузы, то есть от всех вершин прямоугольного треугольника.
Теорема 4.
Центр окружности, описанной вокруг остроугольного треугольника, лежит внутри этого треугольника.
Центр окружности, описанной вокруг прямоугольного треугольника, лежит на середине гипотенузы.
Центр окружности, описанной вокруг тупоугольного треугольника, лежит вне этого треугольника.
Теорема 5. Радиус окружности , вписанной в прямоугольный треугольник с катетами и и гипотенузой , вычисляется по формуле:
Доказательство теоремы здесь: Радиус окружности, вписанной в прямоугольный треугольник.
В задачах ЕГЭ чаще всего встречаются вписанные и описанные правильные треугольники.
Напомним определение правильного многоугольника:
Правильным называется многоугольник, все стороны и все углы которого равны. Центры вписанной и описанной окружностей правильного многоугольника находятся в одной точке.
Из этого определения, понятно, что правильный треугольник – равносторонний. Для решения такого треугольника полезно уметь выводить формулы радиусов вписанной и описанной окружностей.
Теорема 6.
Для правильного треугольника со стороной а радиус описанной окружности равен
А радиус окружности, вписанной в правильный треугольник, равен
Докажем эту теорему.
У равностороннего треугольника медианы, биссектрисы, высоты и серединные перпендикуляры совпадают, и точка их пересечения является центром как вписанной, так и описанной окружностей.
Пусть в правильном треугольнике стороны , точка О – центр вписанной и описанной окружностей, — медианы и высоты. По свойству медиан треугольника, отрезки в точке О делятся в отношении 2 : 1, считая от вершин. Тогда
Получаем, что
Из треугольника АВН получаем, что длина стороны
Тогда
Значит, формула радиуса окружности, описанной около правильного треугольника —
Формула радиуса окружности, вписанной в правильный треугольник
Как видим, часто геометрическая задача решается с помощью несложных формул, и помогает в этом алгебра.
Разберем задачи ОГЭ и ЕГЭ по теме: Вписанные и описанные треугольники.
Задача 1, тренировочная. Периметр правильного треугольника АВС равен 15. Найдите радиус вписанной и описанной окружностей.
Решение:
Длина стороны равностороннего треугольника равна
Радиусы – вписанной и – описанной окружностей можно найти по формулам:
где — сторона треугольника.
Значит,
Ответ:
Решая задачи по теме «Вписанные и описанные треугольники», мы часто пользуемся формулами площади треугольника, а также теоремой синусов.
Вот две полезные формулы для площади треугольника.
Площадь треугольника равна половине произведения его периметра на радиус вписанной окружности.
,
где — полупериметр,
— радиус окружности, вписанной в треугольник.
Есть и еще одна формула, применяемая в основном в задачах части :
где — стороны треугольника, — радиус описанной окружности.
Для любого треугольника верна теорема синусов:
Теорема синусов:
R — радиус описанной окружности
Задача 2, ЕГЭ. Найдите диаметр окружности, вписанной в треугольник со сторонами 13, 14 и 15.
Решение:
Выразим площадь треугольника двумя разными способами:
где – полупериметр треугольника, a – его стороны.
Тогда , а диаметр окружности равен
Ответ: 8.
Задача 3, ЕГЭ. Радиус окружности, вписанной в равнобедренный прямоугольный треугольник, равен . Найдите гипотенузу c этого треугольника. В ответе укажите .
Решение:
Треугольник прямоугольный и равнобедренный. Значит, его катеты одинаковы. Пусть каждый катет равен . Тогда гипотенуза равна .
Запишем площадь треугольника АВС двумя способами:
Приравняв эти выражения, получим, что . Поскольку , получаем, что .
Тогда .
В ответ запишем .
Ответ: 4.
Задача 4, ЕГЭ. В треугольнике сторона равна , а угол равен . Найдите радиус описанной около этого треугольника окружности.
Решение:
По теореме синусов
Тогда
Ответ: 7.
Задача 5, ЕГЭ. В треугольнике угол А равен , а угол В – . Найдите радиус окружности, описанной около треугольника , если сторона равна 10.
Решение:
Зная, что сумма углов треугольника равна , найдем угол С.
По теореме синусов
Значит,
Ответ: 10.
Задача 6, ЕГЭ. Сторона АС треугольника АВС с тупым углом В равна радиусу описанной около него окружности. Найдите угол В. Ответ дайте в градусах.
По теореме синусов,
Получаем, что . Угол — тупой. Значит, он равен .
Ответ: 150.
Задача 7, ЕГЭ. Боковые стороны равнобедренного треугольника равны , основание равно . Найдите радиус описанной окружности этого треугольника.
Углы треугольника не даны. Что ж, выразим его площадь двумя разными способами.
, где — высота треугольника. Ее найти несложно — ведь в равнобедренном треугольнике высота является также и медианой, то есть делит сторону пополам. По теореме Пифагора найдем .
Тогда .
Ответ: 25.
Задача 8, ОГЭ. В равнобедренном треугольнике основание равно 10 см, а высота, проведенная к основанию, 12 см. Найдите периметр треугольника и радиус вписанной окружности.
Решение:
Высота , проведенная к основанию , является медианой. Значит, .
находится по теореме Пифагора из треугольника :
Периметр треугольника – это сумма длин сторон, т.е.
Площадь треугольника
Радиус вписанной окружности r найдем по формуле
Ответ:
Задача 9, ОГЭ. Стороны и треугольника равны 6 и соответственно, угол . Найдите диаметр окружности, описанной около треугольника .
Решение:
Найдем длину стороны по теореме косинусов, используя длины сторон , и косинус угла В, противолежащего стороне :
Теперь воспользуемся теоремой синусов:
Значит, диаметр окружности, описанной около треугольника , равен 6.
Ответ: 6.
Задача 10. Найдите площадь прямоугольного треугольника, если радиус описанной окружности равен 5, а вписанной 1.
Решение:
Пусть длина радиуса описанной окружности , а длина радиуса вписанной окружности
Мы знаем, что , где – полупериметр, – стороны треугольника.
Значит,
Отсюда
Тогда
Ответ: 11.
Задача 11. Найдите площадь прямоугольного треугольника, если радиус вписанной окружности равен 2, а гипотенуза 10.
Решение:
Пусть радиус вписанной окружности , а гипотенуза
Мы знаем, что в прямоугольном треугольнике
Значит, отсюда
Площадь находится по формуле где – полупериметр, – стороны треугольника.
Ответ: 24.
Рассмотрим также задачу из 2 части ЕГЭ по математике.
Задача 12. Точка О – центр вписанной в треугольник окружности. Прямая вторично пересекает описанную около треугольника окружность в точке Р.
а) Докажите, что
б) Найдите площадь треугольника , если радиус окружности, описанной около треугольника равен 10,
Решение:
а) Пусть О – центр вписанной окружности, значит, и – биссектрисы углов и соответственно, и
как вписанные углы, опирающиеся на одну и ту же дугу
Тогда
– внешний угол треугольника , поэтому он равен сумме двух внутренних углов, не смежных с ним, т.е.
Значит, Что и требовалось доказать.
б) , следовательно, треугольник – равнобедренный, – основание,
Угол равен , значит,
По теореме синусов для треугольника :
Тогда отрезок равен отрезку , т.е. .
Найдем угол С из треугольника :
как вписанные углы, опирающиеся на дугу .
Площадь треугольника находится по формуле:
Ответ:
Задачи на вписанные и описанные треугольники особенно необходимы тем, кто нацелен на решения задания .
Если вам понравился наш материал – записывайтесь на курсы подготовки к ЕГЭ по математике онлайн
Благодарим за то, что пользуйтесь нашими публикациями.
Информация на странице «Вписанные и описанные треугольники. Еще две формулы площади треугольника. Теорема синусов» подготовлена нашими редакторами специально, чтобы помочь вам в освоении предмета и подготовке к экзаменам.
Чтобы успешно сдать нужные и поступить в высшее учебное заведение или колледж нужно использовать все инструменты: учеба, контрольные, олимпиады, онлайн-лекции, видеоуроки, сборники заданий.
Также вы можете воспользоваться другими статьями из данного раздела.
Публикация обновлена:
08.05.2023
mat:geom:triangle:right
Содержание
Прямоугольный треугольник
Прямоугольный треугольник – треугольник, у которого один из углов – прямой.
Термин гипотенуза происходит от греческого hypoteinsa, означающего тянущаяся под чем либо, стягивающая. Слово берёт начало от образа древнеегипетских арф, на которых струны натягивались на концы двух взаимно перпендикулярных подставок.
Термин катет происходит от греческого слова «катетос», которое означало отвес, перпендикуляр. В средние века словом катет означали высоту прямоугольного треугольника, в то время, как другие его стороны называли гипотенузой, соответственно основанием. В XVII веке слово катет начинает применяться в современном смысле и широко распространяется, начиная с XVIII века.
Евклид употребляет выражения:
«стороны, заключающие прямой угол», – для катетов;
«сторона, стягивающая прямой угол», – для гипотенузы.
В прямоугольном треугольнике гипотенуза всегда больше любого из катетов.
Мнемоническое правило
Как запомнить где катет, а где гипотенуза, и не перепутать их.
Если сравнить названия сторон прямоугольного треугольника: «катет», «гипотенуза», то видим, что слово «гипотенуза» длиннее слова «катет». Так и в треугольнике: гипотенуза — самая длинная сторона.
Итак, ассоциация: катет — короткое слово, короткая сторона.
Гипотенуза — длинное слово, самая длинная из сторон.
Признаки равенства прямоугольных треугольников:
-
по двум катетам
-
по катету и гипотенузе
-
по катету и прилежащему острому углу
-
по катету и противолежащему острому углу
-
по гипотенузе и остром углу
Признаки подобия прямоугольных треугольников:
-
одному острому углу
-
из пропорциональности двух катетов
-
из пропорциональности катета и гипотенузы
Высота из вершины прямого угла
Высота, проведенная из вершины прямого угла, разбивает прямоугольный треугольник на два подобных треугольника. Каждый из этих треугольников подобен исходному
Доказательство следует из равенства углов треугольников.
Теорема о высоте прямоугольного треугольника
Если высота в прямоугольном треугольнике ABC длиной h, проведённая из вершины прямого угла, делит гипотенузу длиной c на отрезки m и n, соответствующие катетам b и a, то
1) $ h^2 = mn $ или $ h = sqrt {mn} $
2) $hc = ab$ или $h = frac {ab} c$
Доказательство следует из подобия треугольников.
Высота есть среднее геометрическое проекций катетов на гипотенузу.
Высота есть произведение катетов, деленное на гипотенузу.
подробнее…
Проще доказать эти соотношения из нахождения косинуса, синуса и тангенса равных острых углов (но для этого нужно знать, что они у равных углов равны, а это вытекает из подобия треугольников. Но запоминается лучше). Для вывода второго соотношения еще можно приравнять площадь треугольника по друм формулам :
половина произведения катетов = половине произведения высоты на гипотенузу
YouTube – Всё про прямоугольный треугольник за 15 минут – Трушин
Сложением двух формул для $sin alpha + sin beta$ получается теорема Пифагора.
Медиана из вершины прямого угла
В прямоугольном треугольнике медиана, проведённая из вершины прямого угла, равна половине гипотенузы (и наоборот, если медиана равна половине стороны, то эта сторона лежит против прямого угла)
Для доказательства достроить до прямоугольника и посмотреть на диагонали.
Описанная окружность
Центр описанной окружности прямоугольного треугольника совпадает с серединой гипотенузы:
Радиус описанной окружности: $R = frac{c}{2}=m_c$
Катет против угла 30 градусов
Катет прямоугольного треугольника, лежащий против угла 30 градусов, равен половине гипотенузы
живая модель
Для доказательства достроить до равностороннего треугольника.
Синус, косинус, тангенс, котангенс
В прямоугольном треугольнике синус одного острого угла равен косинусу другого и наоборот.
В прямоугольном треугольнике тангенс одного острого угла равен котангенсу другого.
Угол между биссектрисами
Острый угол между биссектрисами острых углов прямоугольного треугольника равен 45°.
легко доказать
· Последние изменения: 2020/02/04 20:29 —
kc
Прямоугольный треугольник
Определение и формулы прямоугольного треугольника
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Треугольник называется прямоугольным, если один из его углов прямой.
Стороны, прилежащие к прямому углу называются катетами, а сторона, лежащая против прямого угла, – гипотенузой.
Для прямоугольного треугольника справедливы следующие утверждения:
Прямоугольный треугольник
Теорема Пифагора. В прямоугольном треугольнике квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов:
(
A C^{2}+A B^{2}=B C^{2}
)
Сумма острых углов прямоугольного треугольника равна (
90^{circ}
) :
(
angle B+angle C=90^{circ}
)
Гипотенуза прямоугольного треугольника больше каждого их катетов:
(
A C>B C, A B>B C
)
Катет, лежащий против угла (
30^{circ}
) , равен половине гипотенузы.
Две высоты прямоугольного треугольника совпадают с его катетами.
Центр описанной окружности прямоугольного треугольника лежит на середине гипотенузы.
Медиана прямоугольного треугольника, проведенная из вершины прямого угла на гипотенузу, является радиусом описанной около этого треугольника окружности:
(
mathrm{AM}=mathrm{R}
)
Признаки равенства прямоугольных треугольников
По двум катетам: если два катета одного прямоугольного треугольника равны катетам другого прямоугольного треугольника, то такие треугольники равны.
По гипотенузе и катету: если гипотенуза и катет одного прямоугольного треугольника соответственно равны гипотенузе и катету другого прямоугольного треугольника, то такие треугольники равны.
По стороне и острому углу: Если сторона и прилежащий к ней острый угол одного прямоугольного треугольника соответственно равны стороне и прилежащему к ней острому углу другого прямоугольного треугольника, то такие треугольники равны
Подробнее про признаки равенства треугольников читайте по ссылке.
Тригонометрические соотношения в прямоугольном треугольнике
Тригонометрические соотношения в прямоугольном треугольнике
Площадь прямоугольного треугольника равна половине произведения катетов и вычисляется по формуле
(
S=frac{1}{2} a b
)
Примеры решения задач
ПРИМЕР 1
mathrm{ABC}
) катет (
mathrm{AC}
) равен 5 см, а (
angle C=60^{circ}
) . Найти гипотенузу (
mathrm{BC}
).
В прямоугольном треугольнике сумма острых углов равна (
90^{circ}
) значит
(
angle B=90^{circ}-angle C=30^{circ}
)
Также известно, что катет (
mathrm{AC}
) (рис. 1), лежащий против угла (
angle B=30^{circ}
) равен половине гипотенузы, т.е.
(
B C=2 A C=2 cdot 5=10
)
(
mathrm{BC}=10 mathrm{см.}
)
ПРИМЕР 2
В равнобедренном треугольнике (
mathrm{ABC}
) угол (
mathrm{A}
) – прямой, (
mathrm{BC=4 см}
). Найти площадь (
Delta A B C
)
Запишем для прямоугольного треугольника (
mathrm{ABC}
) теорему Пифагора:
(
B C^{2}=A C^{2}+A B^{2}
)
Так как этот треугольник равнобедренный, то (
A B=A C
). Тогда
(
B C^{2}=4^{2}=2 A C^{2} Rightarrow 2 A C^{2}=16
)
откуда (
A C=sqrt{8}
)
Площадь прямоугольного треугольника равна половине произведения катетов, т.е.
(
S=frac{1}{2} A B cdot A C=frac{1}{2} A C^{2}=4 mathrm{см}^{2}
)
(
mathrm{S}=4 mathrm{см} 2
)