Высота равностороннего треугольника, формула
Высота равностороннего треугольника получается из формулы высоты равнобедренного треугольника
[
h=sqrt{a^2-frac{a^2}{4}}
]
[
h=frac{sqrt{3}}{2}a
]
Вычислить, найти высоту равностороннего треугольника по формуле (2)
a (сторона равностороннего треугольника)
Вычислить
нажмите кнопку для расчета
Высота равностороннего треугольника |
стр. 233 |
|---|
Равносторонний треугольник является правильным многоугольником (геометрическая фигура, у которой все углы и все стороны равны). Фактически, это значительно упрощает процесс вычисления любых параметров, характеризующих такой треугольник, в том числе, длину высоты.
В равностороннем треугольнике все три высоты – одинаковой длины, поэтому найдя любую из них, можно применять полученное значение в отношении всех трех линий. Более того, все высоты полностью совпадают со всеми тремя медианами, биссектрисами и серединными перпендикулярами, называемыми иначе медиатриссами. Точка пересечения всех трех линий обладает свойствами точки пересечения высот, точки пересечения медиан и точки пересечения биссектрис одновременно, являя собой любой из возможных центров треугольника, в том числе центр вписанной и описанной окружностей.
Исходя из этого, чтобы найти высоту равностороннего треугольника, можно использовать абсолютно любые известные параметры, например, сторону треугольника.
Высота равностороннего треугольника, проведенная к любой стороне, создает внутри него прямоугольный треугольник, в котором можно ее вычислить, используя тригонометрические отношения, так как известно, что все углы в равностороннем треугольнике имеют по 60 градусов. Для полученного прямоугольного треугольника высота будет катетом, противолежащем углу в 60 градусов, а сторона равностороннего треугольника – гипотенузой, соответственно, чтобы найти высоту, нужно применить синус. Если подставить вместо угла альфа 60 градусов, получится, что высота равностороннего треугольника равна половине стороны, умноженной на корень из трех.
Высота равностороннего треугольника
4.7
Средняя оценка: 4.7
Всего получено оценок: 171.
4.7
Средняя оценка: 4.7
Всего получено оценок: 171.
Равносторонний треугольник определяется всего одной величиной – значением стороны. Все стороны в таком треугольнике равны между собой, а углы известны заранее и равны 60 градусам каждый, поэтому чтобы посчитать любую характеристику или величину равностороннего треугольника достаточно знать его сторону. Убедимся в этом и выведем формулу высоты равностороннего треугольника.
Что такое равносторонний треугольник?
Для начала нужно вспомнить, что такое равносторонний треугольник, определить некоторые его свойства и только тогда выводить формулу высоты.
Равносторонний треугольник – это треугольник, все стороны которого равны между собой. Все углы в таком треугольнике равны между собой (60 градусов).
Равносторонний треугольник является равнобедренным, но основанием можно считать любую часть треугольника.
Формула
Формулу высоты равностороннего треугольника выведем тремя способами: через теорему Пифагора, с помощью формулы площади прямоугольного треугольника и через тригонометрическую функцию. Три способа используем, чтобы показать несколько вариантов доказательства и иметь возможность максимально быстро найти значение высоты при любом условии задачи.
Сначала выведем формулу через площадь.
В классической формуле, подходящей для любого треугольника, площадь равна половине произведения основания на высоту. Существует также формула площади для правильного треугольника: $S=sqrt{3}*{a^2over4}$
Приравняем две формулы и выведем формулу высоты.
$$S=sqrt{3}*{a^2over4}$$
$$S={1over2}*a*h$$
${1over2}*a*h=sqrt{3}*{a^2over4} $ – сократим обе части на а.
${1over2}*h=sqrt{3}*{aover4} $ – умножим на 2.
$H=sqrt{3}*{aover2}$ – и получим формулу высоты равностороннего треугольника.
С другой стороны, в равностороннем треугольнике высота, проведенная к основанию, является медианой и высотой. То есть, высоту можно найти как катет прямоугольного треугольника через теорему Пифагора.
$$h=sqrt{a^2-{aover2}^2}=sqrt{a^2-{a^2over4}}$$
Если в том же малом прямоугольном треугольнике обратить внимание на известный острый угол, то можно вывести значение высоты через синус угла в 60 градусов.
Синус – это отношение противолежащего катета к гипотенузе.
Воспользуемся этим отношением и выразим высоту.
$$sin(60)={hover {a}}$$
$h=a*sin(60)={a*sqrt{3}over{2}}$ – как видно, получился тот же результат, что и в первом способе. Это говорит о том, что в равностороннем треугольнике только две формулы высоты, а все остальные способы доказательства можно свести к получившимся выводам.
Что мы узнали?
Мы узнали, что такое равносторонний треугольник, вывели несколько формул для нахождения высоты равностороннего треугольника. Показали несколько путей вывода формул, которые могут помочь быстро вспомнить, как находится высота или использовать те же приемы для нахождения других величин в равностороннем треугольнике.
Тест по теме
Доска почёта
Чтобы попасть сюда – пройдите тест.
-
Никита Червоненко
4/5
-
Nikita Repey
5/5
-
Лиля Келгёкмен
4/5
Оценка статьи
4.7
Средняя оценка: 4.7
Всего получено оценок: 171.
А какая ваша оценка?
В данной публикации мы рассмотрим основные свойства высоты в равностороннем (правильном) треугольнике. Также разберем пример решения задачи по этой теме.
Примечание: треугольник называется равносторонним, если все его стороны равны.
-
Свойства высоты в равностороннем треугольнике
- Свойство 1
- Свойство 2
- Свойство 3
-
Свойство 4
- Свойство 5
- Свойство 6
- Пример задачи
Свойства высоты в равностороннем треугольнике
Свойство 1
Любая высота в равностороннем треугольнике одновременно является и биссектрисой, и медианой, и серединным перпендикуляром.
- BD – высота, опущенная на сторону AC;
- BD – медиана, которая делит сторону AC пополам, т.е. AD = DC;
- BD – биссектриса угла ABC, т.е. ∠ABD = ∠CBD;
- BD – серединный перпендикуляр, проведенный к AC.
Свойство 2
Все три высоты в равностороннем треугольнике имеют одинаковую длину.
AE = BD = CF
Свойство 3
Высоты в равностороннем треугольнике в ортоцентре (точке пересечения) делятся в отношении 2:1, считая от вершины, из которой они проведены.
- AO = 2OE
- BO = 2OD
- CO = 2OF
Свойство 4
Ортоцентр равностороннего треугольника является центром вписанной и описанной окружностей.
- R – радиус описанной окружности;
- r – радиус вписанной окружности;
- R = 2r (следует из Свойства 3).
Свойство 5
Высота в равностороннем треугольнике делит его на два равных по площади (равновеликих) прямоугольных треугольника.
S1 = S2
Три высоты в равностороннем треугольнике делят его на 6 равных по площади прямоугольных треугольников.
Свойство 6
Зная длину стороны равностороннего треугольника его высоту можно вычислить по формуле:
a – сторона треугольника.
Пример задачи
Радиус окружности, описанной вокруг равностороннего треугольника, равняется 7 см. Найдите сторону этого треугольника.
Решение
Как мы знаем из Свойств 3 и 4, радиус описанной окружности составляет 2/3 от высоты равностороннего треугольника (h). Следовательно, h = 7 ∶ 2 ⋅ 3 = 10,5 см.
Теперь остается вычислить длину стороны треугольника (выражение выведено из формулы в Свойстве 6):
Загрузить PDF
Загрузить PDF
Для вычисления площади треугольника вам необходимо знать его высоту. Если она не дана, вы можете вычислить ее по известным вам величинам! В этой статье мы расскажем о нескольких способах найти высоту треугольника по известным значениям других величин.
-
1
Напомним формулу для вычисления площади треугольника. Площадь треугольника вычисляется по формуле: A = 1/2bh.[1]
- А – площадь треугольника
- b – сторона треугольника, на которую опущена высота.
- h – высота треугольника
-
2
Посмотрите на треугольник и подумайте, какие величины вам уже известны. Если вам дана площадь, обозначьте ее буквой «А» или «S». Вам также должно быть дано значение стороны, обозначьте ее буквой «b». Если вам не дана площадь и не дана сторона, воспользуйтесь другим методом.
- Имейте в виду, что основанием треугольника может быть любая его сторона, на которую опущена высота (независимо от того, как расположен треугольник). Чтобы лучше понять это, представьте, что вы можете повернуть этот треугольник. Поверните его так, чтобы известная вам сторона была обращена вниз.
- Например, площадь треугольника равна 20, а одна из его сторон равна 4. В этом случае “‘А = 20″‘, ‘”b = 4′”.
-
3
Подставьте данные вам значения в формулу для вычисления площади (А = 1/2bh) и найдите высоту. Сначала умножьте сторону (b) на 1/2, а затем разделите площадь (А) на полученное значение. Таким образом, вы найдете высоту треугольника.
- В нашем примере: 20 = 1/2(4)h
- 20 = 2h
- 10 = h
Реклама
-
1
Вспомните свойства равностороннего треугольника. В равностороннем треугольнике все стороны и все углы равны (каждый угол равен 60˚). Если в таком треугольнике провести высоту, вы получите два равных прямоугольных треугольника. [2]
- Например, рассмотрим равносторонний треугольник со стороной 8.
-
2
Вспомните теорему Пифагора. Теорема Пифагора гласит, что в любом прямоугольном треугольнике с катетами «а» и «b» гипотенуза «с» равна: a2+b2=c2. Эту теорему можно использовать, чтобы найти высоту равностороннего треугольника![3]
-
3
Разделите равносторонний треугольник на два прямоугольных треугольника (для этого проведите высоту). Затем обозначьте стороны одного из прямоугольных треугольников. Боковая сторона равностороннего треугольника – это гипотенуза «с» прямоугольного треугольника. Катет «а» равен 1/2 стороне равностороннего треугольника, а катет «b» – это искомая высота равностороннего треугольника.
- Итак, в нашем примере с равносторонним треугольником с известной стороной, равной 8: c = 8 и a = 4.
-
4
Подставьте эти значения в теорему Пифагора и вычислите b2. Сначала возведите в квадрат «с» и «а» (умножьте каждое значение само на себя). Затем вычтите a2 из c2.
- 42 + b2 = 82
- 16 + b2 = 64
- b2 = 48
-
5
Извлеките квадратный корень из b2, чтобы найти высоту треугольника. Для этого воспользуйтесь калькулятором. Полученное значение и будет высотой вашего равностороннего треугольника!
- b = √48 = 6,93
Реклама
-
1
Подумайте, какие значения вам известны. Вы можете найти высоту треугольника, если вам известны значения сторон и углов. Например, если известен угол между основанием и боковой стороной. Или если известны значения всех трех сторон. Итак, обозначим стороны треугольника: «a», «b», «c», углы треугольника: «А», «В», «С», а площадь – буквой «S».
- Если вам известны все три стороны, вам понадобится значение площади треугольника и формула Герона.
- Если вам известны две стороны и угол между ними, можете использовать следующую формулу для нахождения площади: S=1/2ab(sinC).[4]
-
2
Если вам даны значения всех трех сторон, используйте формулу Герона. По этой формуле придется выполнить несколько действий. Сначала нужно найти переменную «s» (мы обозначим этой буквой половину периметра треугольника). Для этого подставьте известные значения в эту формулу: s = (a+b+c)/2.[5]
- Для треугольника со сторонами а = 4, b = 3, c = 5, s = (4+3+5)/2. В результате получается: s=12/2, где s=6.
- Затем вторым действием мы находим площадь (вторая часть формулы Герона). Площадь = √(s(s-a)(s-b)(s-c)). Вместо слова «площадь» вставьте эквивалентную формулу для поиска площади: 1/2bh (или 1/2ah, или 1/2ch).
- Теперь найдите эквивалентное выражение для высоты (h). Для нашего треугольника будет справедливо следующее уравнение: 1/2(3)h = (6(6-4)(6-3)(6-5)). Где 3/2h=√(6(2(3(1))). Получается, 3/2h = √(36). С помощью калькулятора вычислите квадратный корень. В нашем примере: 3/2h = 6. Получается, что высота (h) равна 4, сторона b – основание.
-
3
Если по условию задачи известны две стороны и угол, вы можете использовать другую формулу. Замените площадь в формуле эквивалентным выражением: 1/2bh. Таким образом, у вас получится следующая формула: 1/2bh = 1/2ab(sinC). Ее можно упростить до следующего вида: h = a(sin C), чтобы убрать одну неизвестную переменную.[6]
- Теперь осталось решить полученное уравнение. Например, пусть «а» = 3, «С» = 40 градусов. Тогда уравнение будет выглядеть так: «h» = 3(sin 40). С помощью калькулятора и таблицы синусов подсчитайте значение «h». В нашем примере h = 1,928.
Реклама
Об этой статье
Эту страницу просматривали 436 860 раз.
