Как найти площадь параллелограмма по формуле герона

Это перпендикуляр, проведённый из любой точки стороны параллелограмма к прямой, содержащей противоположную параллельную сторону. Обычно высоту проводят из вершины параллелограмма. Так как параллелограмм имеет две пары параллельных сторон, то он имеет высоты двух различных длин.

Высота (BE), проведённая между длинными сторонами, короче высоты (BF), проведённой между короткими сторонами.

Так как стороны ромба одинаковы, то высоты ромба также одинаковы: (BE = BF).

 

Площадь произвольного параллелограмма

Проведём высоты из двух вершин (B) и (C) к стороне (AD) .

Прямоугольные треугольники (ABE) и (DCF) равны (равные гипотенузы как противоположные стороны параллелограмма и равные катеты как расстояние между параллельными прямыми).

Параллелограмм (ABCD) и прямоугольник (EBCF) — равновеликие, так как состоят из равных фигур:

SABCD=SABE+SEBCD;SEBCF=SEBCD+SDCF.

Значит, площадь параллелограмма определяется так же, как площадь прямоугольника:

SEBCF=BE⋅BC;SABCD=BE⋅BC=BE⋅AD.

Если обозначить сторону через (a), высоту — через (h), то:

Для определения площади параллелограмма можно использовать короткую сторону и высоту, проведённую к короткой стороне.

Формула определения площади ромба:

Эта формула справедлива для определения площади любого четырёхугольника, если его диагонали перпендикулярны.

Так как диагонали квадрата равны, то для определения площади квадрата в формуле достаточно длины одной диагонали:

Для определения площади треугольника можно использовать любую сторону и высоту, проведённую к этой стороне.

Удобно иногда использовать формулу Герона, если известны длины всех трёх сторон треугольника.

SΔ=pp−ap−bp−c;p=a+b+c2

— формула Герона, где (a), (b) и (c) — стороны треугольника, (p) — полупериметр треугольника.

Так как катеты прямоугольного треугольника взаимно перпендикулярны, то один катет может быть высотой, а другой катет — стороной, к которой проведена высота. Получаем формулу:

S=a⋅b2, где (a) и (b) — катеты.

Для прямоугольного треугольника также можно применять формулы площади произвольного треугольника.

Чаще всего высоту трапеции проводят из вершин или через точку пересечения диагоналей.

Площадь трапеции определим как сумму площадей треугольников, на которые трапецию делит диагональ.
 

SABCD=SABD+SDBC;SABCD=AD⋅BE2+BC⋅DF2=AD⋅BE2+BC⋅BE2==AD+BC⋅BE2.

Если обозначить параллельные стороны (основания) трапеции через (a) и (b), высоту через (h), то:

Для решения этой задачи мы можем использовать формулу Герона для нахождения площади треугольника, а затем умножить ее на 2, чтобы получить площадь параллелограмма. Формула Герона имеет следующий вид:

S = sqrt(p(p-a)(p-b)(p-c))

где S – площадь треугольника, a, b и c – длины сторон треугольника, а p – полупериметр, равный (a+b+c)/2.

Для начала нам нужно найти длины третьей стороны параллелограмма. Мы можем использовать теорему Пифагора, чтобы найти ее:

a^2 + b^2 = c^2
4^2 + x^2 = 14
x^2 = 10
x = sqrt(10)

Теперь мы можем использовать формулу Герона для нахождения площади треугольника, образованного диагоналями параллелограмма и его третьей стороной:

p = (6 + sqrt(14) + sqrt(10)) / 2
a = 6
b = sqrt(14)
c = sqrt(10)
S = sqrt(p(p-a)(p-b)(p-c)) = sqrt(15(15-6)(15-sqrt(14))(15-sqrt(10))) = 3sqrt(70)

Наконец, умножим площадь треугольника на 2, чтобы получить площадь параллелограмма:

S(parallelogram) = 2S(triangle) = 2(3sqrt(70)) = 6sqrt(70)

Формулы площади геометрических фигур

Площадь геометрической фигуры – численная характеристика геометрической фигуры показывающая размер этой фигуры (части поверхности, ограниченной замкнутым контуром данной фигуры). Величина площади выражается числом заключающихся в нее квадратных единиц.

Формулы площади треугольника

1. Формула площади треугольника по стороне и высоте
   Площадь треугольника равна половине произведения длины стороны треугольника на длину проведенной к этой стороне высоты

2. Формула площади треугольника по трем сторонам

   Формула Герона

   S = √p(p – a)(p – b)(p – c)

3. Формула площади треугольника по двум сторонам и углу между ними
   
   Площадь треугольника равна половине произведения двух его сторон умноженного на синус угла между ними.

4. Формула площади треугольника по трем сторонам и радиусу описанной окружности

5. Формула площади треугольника по трем сторонам и радиусу вписанной окружности
   Площадь треугольника равна произведения полупериметра треугольника на радиус вписанной окружности.

   где S – площадь треугольника,
   a, b, c – длины сторон треугольника,
   h – высота треугольника,
   γ – угол между сторонами a и b,
   r – радиус вписанной окружности,
   R – радиус описанной окружности,

   p =	a + b + c	– полупериметр треугольника.
   2

Формулы площади квадрата

1. Формула площади квадрата по длине стороны
   Площадь квадрата равна квадрату длины его стороны.

   S = a²

2. Формула площади квадрата по длине диагонали
   Площадь квадрата равна половине квадрата длины его диагонали.

   где S – площадь квадрата,
   a – длина стороны квадрата,
   d – длина диагонали квадрата.

Формула площади прямоугольника

Площадь прямоугольника равна произведению длин двух его смежных сторон

S = a · b

где S – Площадь прямоугольника,
a, b – длины сторон прямоугольника.

Формулы площади параллелограмма

1. Формула площади параллелограмма по длине стороны и высоте
   Площадь параллелограмма равна произведению длины его стороны и длины опущенной на эту сторону высоты.

   S = a · h

2. Формула площади параллелограмма по двум сторонам и углу между ними
   Площадь параллелограмма равна произведению длин его сторон умноженному на синус угла между ними.

   S = a · b · sin α

3. Формула площади параллелограмма по двум диагоналям и углу между ними
   Площадь параллелограмма равна половине произведения длин его диагоналей умноженному на синус угла между ними.

   где S – Площадь параллелограмма,
   a, b – длины сторон параллелограмма,
   h – длина высоты параллелограмма,
   d₁, d₂ – длины диагоналей параллелограмма,
   α – угол между сторонами параллелограмма,
   γ – угол между диагоналями параллелограмма.

Формулы площади ромба

1. Формула площади ромба по длине стороны и высоте
   Площадь ромба равна произведению длины его стороны и длины опущенной на эту сторону высоты.

   S = a · h

2. Формула площади ромба по длине стороны и углу
   Площадь ромба равна произведению квадрата длины его стороны и синуса угла между сторонами ромба.

   S = a² · sin α

3. Формула площади ромба по длинам его диагоналей
   Площадь ромба равна половине произведению длин его диагоналей.

   где S – Площадь ромба,
   a – длина стороны ромба,
   h – длина высоты ромба,
   α – угол между сторонами ромба,
   d₁, d₂ – длины диагоналей.

Формулы площади трапеции

1. Формула Герона для трапеции

   S =	a + b	√(p-a)(p-b)(p-a-c)(p-a-d)
   |a – b|

2. Формула площади трапеции по длине основ и высоте
   
   Площадь трапеции равна произведению полусуммы ее оснований на высоту

   где S – площадь трапеции,
   a, b – длины основ трапеции,
   c, d – длины боковых сторон трапеции,

   p =	a + b + c + d	– полупериметр трапеции.
   2

Формулы площади выпуклого четырехугольника

1. Формула площади четырехугольника по длине диагоналей и углу между ними

   Площадь выпуклого четырехугольника равна половине произведения его диагоналей умноженному на синус угла между ними:

   где S – площадь четырехугольника,
   d₁, d₂ – длины диагоналей четырехугольника,
   α – угол между диагоналями четырехугольника.

2. Формула площади описанного четырехугольника (по длине периметра и радиусу вписанной окружности)

   Площадь выпуклого четырехугольника равна произведению полупериметра на радиус вписанной окружности

   S = p · r

3. 

   Формула площади четырехугольника по длине сторон и значению противоположных углов

   S = √(p – a)(p – b)(p – c)(p – d) – abcd cos²θ

   где S – площадь четырехугольника,

   a, b, c, d – длины сторон четырехугольника,

   p = a + b + c + d2 – полупериметр четырехугольника,

   θ = α + β2 – полусумма двух противоположных углов четырехугольника.

4. Формула площади четырехугольника, вокруг которого можно описать окружность

   S = √(p – a)(p – b)(p – c)(p – d)

Формулы площади круга

1. Формула площади круга через радиус
   Площадь круга равна произведению квадрата радиуса на число пи.

   S = π r²

2. Формула площади круга через диаметр
   Площадь круга равна четверти произведения квадрата диаметра на число пи.

   где S – Площадь круга,
   r – длина радиуса круга,
   d – длина диаметра круга.

Формулы площади эллипса

Площадь эллипса равна произведению длин большой и малой полуосей эллипса на число пи.

S = π · a · b

где S – Площадь эллипса,

a – длина большей полуоси эллипса,

b – длина меньшей полуоси эллипса.

Вывод
формулы площади параллелограмма сводится
к построению прямоугольника, равного
данному параллелограмму по площади.
Примем одну сторону параллелограмма
за основание, а перпендикуляр, проведенный
из любой точки противолежащей стороны
на прямую, содержащую основание будем
называть высотой параллелограмма. Тогда
площадь параллелограмма будет равна
произведению его основания на высоту.
[4, c.
254]

Теорема.
Площадь
параллелограмма равна произведению
его основания на высоту.

Доказательство.
Рассмотрим параллелограмм
с площадью.
Примем сторонуза
основание и проведем высотыи(рисунок 2.3.1). Требуется доказать, что.

Рисунок
2.3.1

Докажем
сначала, что площадь прямоугольника
также равна.
Трапециясоставлена из параллелограммаи треугольника.
С другой стороны, она составлена из
прямоугольника НВСК и треугольника.
Но прямоугольные треугольникии
равны
по гипотенузе и острому углу (их
гипотенузыиравны как противоположные стороны
параллелограмма, а углы 1 и 2 равны как
соответственные углы при пересечении
параллельных прямыхисекущей),
поэтому их площади равны. Следовательно,
площади параллелограммаи прямоугольникатакже равны, то есть площадь прямоугольникаравна.
По теореме о площади прямоугольника,
но так как,
то.

Теорема
доказана.

Пример
2.3.1.

В
ромб со стороной
и острым углом
вписана окружность. Определить площадь
четырёхугольника, вершинами которого
являются точки касания окружности со
сторонами ромба.[5, c.
150]

Решение:

Радиус
вписанной в ромб
окружности (рисунок 2.3.2),
поскольку
Четырёхугольникявляется прямоугольником, так как его
углы опираются на диаметр окружности.
Его площадь,
где(катет, лежащий против угла),.

Рисунок
2.3.2

Итак,

Ответ:

Пример
2.3.2.

Дан
ромб
,
диагонали которого равны 3 см и 4 см. Из
вершины тупого угла
проведены высотыиВычислить площадь четырёхугольника

Решение:

Площадь
ромба

(рисунок 2.3.3).

Рисунок
2.3.3

Далее,
из
находим(см) и, следовательно,(см). Тогда изполучим:

(см).

Итак,

Ответ:

Пример
2.3.3.

Площадь
четырёхугольника равна

Найти площадь параллелограмма, стороны
которого равны и параллельны диагоналям
четырёхугольника.

Решение:

Так
как
и(рисунок 2.3.4), то– параллелограмм и, значит,.

Рисунок
2.3.4

Аналогично
получаем
откуда следует, что.

Ответ:
.

2.4 Площадь треугольника

Существует
несколько формул для вычисления площади
треугольника. Рассмотрим те, что изучаются
в школе.

Первая
формула вытекает из формулы площади
параллелограмма и предлагается учащимся
в виде теоремы. [4, c.
254]

Теорема.
Площадь треугольника равна половине
произведения его основания на высоту.

Доказательство.
Пусть
– площадь треугольника.
Примем сторонуза основание треугольника и проведем
высоту.
Докажем что:

Рисунок
2.4.1

Достроим
треугольник
до параллелограмматак, как показано на рисунке. Треугольникииравны по трем сторонам (– их общая сторона,икак противоположные стороны параллелограма),
поэтому их площади равны. Следовательно,
площадь S треугольника АВС равна половине
площади параллелограмма,
т.е.

Теорема
доказана.

Важно
обратить внимание учащихся на два
следствия, вытекающих из данной теоремы.
А именно:

1. площадь
   прямоугольного треугольника равна
   половине произведения его катетов.

2. если
   высоты двух треугольников равны, то их
   площади относятся как основания.

Эти
два следствия играют важную роль в
решении разного рода задач. С опорой на
данную доказывается еще одна теорема,
имеющая широкое применение при решении
задач.

Теорема.
Если
угол одного треугольника равен углу
другого треугольника, то их площади
относятся как произведения сторон,
заключающих равные углы.

Доказательство.
Пусть
и– площади треугольникови,
у которых углыиравны.

Рисунок
2.4.2

Докажем,
что:
.

Наложим
треугольник
.
на треугольниктак, чтобы вершинасовместилась с вершиной,
а стороныиналожились соответственно на лучии.

Рисунок
2.4.3

Треугольники
иимеют общую высоту,
поэтому,.
Треугольникиитакже имеют общую высоту –,
поэтому,.
Перемножая полученные равенства, получим.

Теорема
доказана.

Вторая
формула. Площадь
треугольника равна половине произведения
двух его сторон на синус угла между
ними.
Существует несколько способов
доказательства этой формулы, и я
воспользуюсь одним из них.

Доказательство.
Из
геометрии известна теорема о том, что
площадь треугольника равна половине
произведения основания на высоту,
опущенную на это основание:

.

В
случае остроугольного треугольника
.
В случае тупого угла.
Ho,
а поэтому.
Итак, в обоих случаях.
Подставив вместов геометрической формуле площади
треугольника,
получим тригонометрическую формулу
площади треугольника:

Теорема
доказана.

Третья
формула
для площади треугольника – формула
Герона

,
названа так в честь древнегреческого
ученого Герона Александрийского, жившего
в первом веке нашей эры. Эта формула
позволяет находить площадь треугольника,
зная его стороны. Она удобна тем, что
позволяет не делать никаких дополнительных
построений и не измерять углов. Ее вывод
основывается на второй из рассмотренных
нами формул площади треугольника и
теореме косинусов:
и
.

Далее
мы должны из второй формулы (теоремы
косинусов) выразить через
сначала,
а затем ии подставить в формулу для площади.

Прежде
чем перейти к реализации этого плана,
заметим, что

Точно
так же имеем:

Теперь
выразим косинус через
и:

Так
как любой угол в треугольнике больше
и меньше,
то. Значит,.

Теперь
отдельно преобразуем каждый из
сомножителей в подкоренном выражении.
Имеем:

Значит,

Подставляя
это выражение в формулу для площади,
получаем:

Тема
«Площадь треугольника» имеет большое
значение в школьном курсе математики.
Треугольник – простейшая из геометрических
фигур. Он является «структурным элементом»
школьной геометрии. Подавляющее
большинство геометрических задач
сводятся к решению треугольников. Не
исключение и задача о нахождении площади
правильного и произвольного
n-угольника.[6,c.238]

Пример
2.4.1.

Чему
равна площадь равнобедренного
треугольника, если его основание
,
а боковая сторона?

Решение:

–равнобедренный,

Рисунок
2.4.4

Проведём

по свойству равнобедренного треугольника
–
медиана и высота. Тогда

В
по
теореме Пифагора:

Находим
площадь треугольника:

Ответ:

Пример
2.4.2.

В
прямоугольном треугольнике биссектриса
острого угла делит противоположный
катет на отрезки длиной 4 и 5 см. Определить
площадь треугольника.[7, c.
78]

Решение:

Пусть
(рисунок 2.4.5). Тогдаи(посколькуBD
–
биссектриса). Отсюда имеем
,
то есть.
Значит,

Рисунок
2.4.5

Ответ:

Пример
2.4.3.

Найти
площадь равнобедренного треугольника,
если его основание равно
,
а длина высоты, проведённой к основанию,
равна длине отрезка, соединяющего
середины основания и боковой стороны.

Решение:

По
условию,

–
средняя линия
(рисунок 2.4.6). Так какВимеем:

или

,
откудаСледовательно,

Рисунок
2.4.6

Ответ:

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #