Как составить уравнение медианы треугольника по координатам его вершин?
Медиана соединяет вершину треугольника с серединой противолежащей стороны. Следовательно, при решении задачи составления уравнения медианы нужно:
- Найти координаты середины отрезка по координатам его концов.
- Составить уравнение прямой, проходящей через две точки: найденную середину отрезка и противолежащую вершину.
Пример.
Дано: ΔABC, A(3;1), B(6;-3), C(-3;-7).
Найти уравнения медиан треугольника.
Решение:
Обозначим середины сторон BC, AC, AB через A1, B1, C1.
1) По формулам координат середины отрезка
Уравнение медианы AA1 будем искать в виде y=kx+b.
Найдём уравнение прямой, проходящей через точки A(3;1) и A1(1,5;-5). Составляем и решаем систему уравнений:
Отсюда k= 4; b= -11.
Уравнение медианы AA1: y=4x-11.
2) Аналогично, координаты точки B1 — середины отрезка AC
Можно в уравнение y=kx+b подставить координаты точек B(6;-3) и B1(0;-3) и найти k и b. Но так как ординаты обеих точек равны, уравнение медианы BB1 можно найти ещё быстрее: y= -3.
3) Координаты точки C1 — середины отрезка BC:
C(-3;-7), C(4,5;-1), y=kx+b:
Отсюда уравнение медианы CC1 : y=0,8x-4,6.
Уравнение медианы треугольника
Как составить уравнение медианы треугольника по координатам его вершин?
Медиана соединяет вершину треугольника с серединой противолежащей стороны. Следовательно, при решении задачи составления уравнения медианы нужно:
- Найти координаты середины отрезка по координатам его концов.
- Составить уравнение прямой, проходящей через две точки: найденную середину отрезка и противолежащую вершину.
Дано: ΔABC, A(3;1), B(6;-3), C(-3;-7).
Найти уравнения медиан треугольника.
Обозначим середины сторон BC, AC, AB через A1, B1, C1.
Уравнение медианы AA1 будем искать в виде y=kx+b.
Найдём уравнение прямой, проходящей через точки A(3;1) и A1(1,5;-5). Составляем и решаем систему уравнений:
Отсюда k= 4; b= -11.
Уравнение медианы AA1: y=4x-11.
2) Аналогично, координаты точки B1 — середины отрезка AC
Можно в уравнение y=kx+b подставить координаты точек B(6;-3) и B1(0;-3) и найти k и b. Но так как ординаты обеих точек равны, уравнение медианы BB1 можно найти ещё быстрее: y= -3.
3) Координаты точки C1 — середины отрезка BC:
Отсюда уравнение медианы CC1 : y=0,8x-4,6.
Медиана треугольника
Определение . Медианой треугольника называют отрезок, соединяющий вершину треугольника с серединой противоположной стороны (рис 1).
Поскольку в каждом треугольнике имеется три вершины, то в каждом треугольнике можно провести три медианы.
На рисунке 1 медианой является отрезок BD .
Утверждение 1 . Медиана треугольника делит его на два треугольника равной площади ( равновеликих треугольника).
Доказательство . Проведем из вершины B треугольника ABC медиану BD и высоту BE (рис. 2),
и заметим, что (см. раздел нашего справочника «Площадь треугольника»)
Поскольку отрезок BD является медианой, то
что и требовалось доказать.
Утверждение 2 . Точка пересечения двух любых медиан треугольника делит каждую из этих медиан в отношении 2 : 1 , считая от вершины треугольника.
Доказательство . Рассмотрим две любых медианы треугольника, например, медианы AD и CE , и обозначим точку их пересечения буквой O (рис. 3).
Обозначим середины отрезков AO и CO буквами F и G соответственно (рис. 4).
Теперь рассмотрим четырёхугольник FEDG (рис. 5).
Сторона ED этого четырёхугольника является средней линией в треугольнике ABC . Следовательно,
Сторона FG четырёхугольника FEDG является средней линией в треугольнике AOC . Следовательно,
Отсюда вытекает, что точка O делит каждую из медиан AD и CE в отношении 2 : 1 , считая от вершины треугольника.
Следствие . Все три медианы треугольника пересекаются в одной точке.
Доказательство . Рассмотрим медиану AD треугольника ABC и точку O , которая делит эту медиану в отношении 2 : 1 , считая от вершины A (рис.7).
Поскольку точка, делящая отрезок в заданном отношении, является единственной, то и другие медианы треугольника будут проходить через эту точку, что и требовалось доказать.
Определение . Точку пересечения медиан треугольника называют центроидом треугольника.
Утверждение 3 . Медианы треугольника делят треугольник на 6 равновеликих треугольников (рис. 8).
Доказательство . Докажем, что площадь каждого из шести треугольников, на которые медианы разбивают треугольник ABC , равна площади треугольника ABC. Для этого рассмотрим, например, треугольник AOF и опустим из вершины A перпендикуляр AK на прямую BF (рис. 9).
Длина медианы треугольника
Медиана треугольника (лат. mediāna — средняя) ― отрезок, соединяющий вершину треугольника с серединой противоположной стороны, а также прямая, содержащая этот отрезок.
Каждый треугольник имеет ровно три медианы, по одной из каждой вершины, и все они пересекаются друг с другом в центре треугольника. В случае равнобедренного и равностороннего треугольников, медиана делит пополам любой угол в вершине у которого две смежные стороны равны.
Калькулятор длины медианы треугольника
Онлайн калькулятор расчета длины медианы треугольника при условии, что известны координаты его вершин. Нахождение длины трех медиан треугольника
Формула расчета длины медианы
- a,b,c — Длина сторон треугольника.
Пример расчета медиан:
Даны точки A( 1 , 5 ), B( 8 , 9 ) и C( 5 , 6 ). Найдите медианы треугольника.
Получаем:
A( 1 , 5 ) B( 8 , 9 ) C( 5 , 6 )
Решение:
Шаг 1:
Найдем длину сторон a,b,c используя формулу
Найдем длину стороны A между точками B( 8 , 9 ) and C( 5 , 6 )
a = √((5 — 8) 2 + (6 — 9) 2 )= 4.242
Найдем длину стороны B между точками C( 5 , 6 ) и A( 1 , 5 )
b = √((1 — 5) 2 + (5 — 6) 2) = 4.123
Найдем длину стороны C между точками A( 1 , 5 ) и B( 8 , 9 )
c = √((8 — 1) 2 + (9 — 5) 2) = 8.062
Шаг 2:
Полученные значения a,b,c применяем в формулы
ma = (1/2) √2c 2 + 2b 2 — a 2
mb = (1/2) √(2c 2 + 2a 2 — b 2 )
mc = (1/2) √(2a 2 + 2b 2 — c 2 )
- ma = (1/2)√(2(8.062) 2 + 2(4.123) 2 — 4.242 2 )= 6.042
- mb = (1/2)√(2(8.062) 2 + 2(4.242) 2 — 4.123 2 )= 6.103
- mc = (1/2)√2(4.242) 2 + 2(4.123) 2 — 8.062 2 = 1.118
[spoiler title=”источники:”]
http://www.resolventa.ru/spr/planimetry/mediana.htm
http://wpcalc.com/median-triangle/
[/spoiler]
Лучший ответ
|
|
Другие ответы
Решить треугольник Онлайн по координатам
Данный онлайн-сервис вычисляет (показываются промежуточные расчёты) следующие параметры треугольника:
1) длины и уравнения сторон, медиан, средних линий, высот, серединных перпендикуляров, биссектрис;
2) система линейных неравенств, определяющих треугольник;
2) уравнения прямых, проходящих через вершины параллельно противолежащим сторонам;
3) внутренние углы по теореме косинусов;
4) площадь треугольника;
5) точка пересечения медиан (центроид) и точки пересечения медиан со сторонами;
10) параметры вписанной и описанной окружностей и их уравнения.
Внимание! Этот сервис не работает в браузере IE (Internet Explorer).
Запишите координаты вершин треугольника и нажмите кнопку.
Математический форум (помощь с решением задач, обсуждение вопросов по математике).
Если заметили ошибку, опечатку или есть предложения, напишите в комментариях.
Пример 1:
Построить треугольник, вершины которого находятся в точках А (2; 4), В (-3; 2), С (-3; -4). Найти:
1) уравнения сторон треугольника АВС;
2) координаты точки пересечения медиан;
3) длину и уравнение высоты, опущенной из вершины А;
4) площадь треугольника.
Решение от преподавателя:
Уравнение, прямой проходящей через две точки
1) Уравнения сторон треугольника АВС
2) Координаты точки пересечения медиан
Медиана – отрезок, соединяющий вершину треугольника с серединой противоположной стороны.
Координаты т. E как середины отрезка ВС.
Уравнение АЕ
Координаты т. К как середины отрезка АВ.
Уравнение СК
3) Длина и уравнение высоты, опущенной из вершины А
Расстояние от точки до прямой
Уравнение прямой, проходящей через точку перпендикулярно другой прямой
Уравнение AN
4) Площадь треугольника
Длина ВС
Пример 2:
Решение от преподавателя:
Пример 3:
По координатам вершин треугольника ABC найти:
- периметр треугольника;
- уравнения сторон AB и BC;
- уравнение высоты AD; угол ABC;
- площадь треугольника.
Сделать чертеж.
А(1; 2); В (–1; 2); С(3; 0).
Решение от преподавателя:
Пример 4:
Даны координаты вершин треугольникаА, В, С.
Требуется найти:
1) уравнение и длину стороны ВС;
2) уравнение и длину высоты, проведённой из вершиныА;
3) уравнение медианы, проведённой из вершиныА;
4) площадь треугольника.
Сделать чертёж.
А(4;-3), B(-2;-1), C(3;-2).
Решение от преподавателя:
Пример 5:
Решение от преподавателя:
1)
2)
3) Находим координаты точки М – середины стороны ВС:
Определяем длину медианы АМ:
4) Составляем уравнение медианы – прямой АМ:
5) Если ВН – высота, проведенная из вершины В к стороне АС, то, поскольку ВН проходит через точку В перпендикулярно вектору , то составляем уравнение высоты по формуле , где (a,b) – координаты вектора перпендикулярного искомой прямой, – координаты точки, принадлежащей этой прямой. Находим координаты вектора АС:
и подставляем в формулу, ,
6) Длину высоты ВН находим как расстояние от точки В до прямой АС:
7) Площадь треугольника АВС:
8) Находим угол ВАС треугольника:
9) Составляем уравнение прямой, проходящей через т.А параллельно ВС:
Ответ:
Пример 6:
Решение от преподавателя:
- Уравнение прямой
Прямая, проходящая через точки A1(x1; y1) и A2(x2; y2), представляется уравнениями:
Уравнение прямой AB
Каноническое уравнение прямой:
или
или
y = -3/7x + 16/7 или 7y + 3x – 16 = 0 - Обозначим середину стороны AB буквой М. Тогда координаты точки M найдем по формулам деления отрезка пополам.
M(3;1)
Уравнение медианы CM найдем, используя формулу для уравнения прямой, проходящей через две заданные точки. Медиана CМ проходит через точки C(-8;2) и М(3;1), поэтому:
Каноническое уравнение прямой:
или
или
y = -1/11x + 14/11 или 11y + x – 14 = 0 - Уравнение высоты через вершину C
Прямая, проходящая через точку N0(x0;y0) и перпендикулярная прямой Ax + By + C = 0 имеет направляющий вектор (A;B) и, значит, представляется уравнениями:
Найдем уравнение высоты через вершину C
y = 7/3x + 62/3 или 3y -7x – 62 = 0 - уравнение параллельной прямой AB, проходящей через точку (-8,2)
Уравнение прямой AB: y = -3/7x + 16/7
Уравнение KN параллельно AB находится по формуле:
y – y0 = k(x – x0)
Подставляя x0 = -8, k = -3/7, y0 = 2 получим:
y-2 = -3/7(x-(-8))
или
y = -3/7x – 10/7 или 7y + 3x +10 = 0
Пример 7:
Даны координаты вершин треугольника: A(1,1), B(4,13), C(10,5).
Решение от преподавателя:
4) Уравнение высоты через вершину C
Прямая, проходящая через точку N0(x0;y0) и перпендикулярная прямой Ax + By + C = 0 имеет направляющий вектор (A;B) и, значит, представляется уравнениями:
Найдем уравнение высоты через вершину C
y = -1/4x + 15/2 или 4y +x -30 = 0
Данное уравнение можно найти и другим способом. Для этого найдем угловой коэффициент k1 прямой AB.
Уравнение AB: y = 4x -3, т.е. k1 = 4
Найдем угловой коэффициент k перпендикуляра из условия перпендикулярности двух прямых: k1*k = -1.
Подставляя вместо k1 угловой коэффициент данной прямой, получим:
4k = -1, откуда k = -1/4
Так как перпендикуляр проходит через точку C(10,5) и имеет k = -1/4,то будем искать его уравнение в виде: y-y0 = k(x-x0).
Подставляя x0 = 10, k = -1/4, y0 = 5 получим:
y-5 = -1/4(x-10)
или
y = -1/4x + 15/2 или 4y + x – 30 = 0
Найдем точку пересечения с прямой AB:
Имеем систему из двух уравнений:
y -4x +3 = 0
4y + x – 30 = 0
Из первого уравнения выражаем y и подставим во второе уравнение.
Получаем:
x = 42/17
y = 117/17
D(42/17;117/17)
Длина высоты треугольника, проведенной из вершины C
Расстояние d от точки M1(x1;y1) до прямой Ax + By + С = 0 равно абсолютному значению величины:
Найдем расстояние между точкой C(10;5) и прямой AB (y -4x +3 = 0)
5,7) Уравнение медианы треугольника
Обозначим середину стороны BC буквой Е. Тогда координаты точки Е найдем по формулам деления отрезка пополам.
Е(7;9)
Уравнение медианы AЕ найдем, используя формулу для уравнения прямой, проходящей через две заданные точки A(1;1) иЕ(7;9), поэтому:
Каноническое уравнение прямой:
или
или
y = 4/3x -1/3 или 3y -4x +1 = 0
Найдем длину медианы.
Расстояние между двумя точками выражается через координаты формулой:
6) CD–диаметр окружности. Центр окружности точка О лежит в середине отрезка CD
Уравнение окружности (x-x0)2+(y-y0)2=r2
(x-106/17)2+(y-101/17)2=256/17
8) Уравнение прямой, параллельной CD, проходящей через точку A
Так как прямая проходит через точку А(1,1) и имеет k = -1/4, ( так как уравнение CD:y = -1/4x + 15/2 или 4y + x – 30 = 0 ),
то будем искать уравнение в виде: y-y0 = k(x-x0).
Подставляя x0 = 1, k = -1/4, y0 = 1получим:
y-1 = -1/4(x-1)
или
y = -1/4x + ¼+1 или 4y + x – 5 = 0
Пример 8:
Решение от преподавателя:
Точка D – середина стороны АВ , ее координаты равны полусумме координат А и В. Получим D(1, -1)
Пример 9:
Даны координаты вершин треугольника АВС: А (3,-2), В (-5,-4), С (-1,6).
Найдите: 1) уравнения сторон треугольника АВ, ВС и АС;
2) периметр (сумму длин) треугольника;
3) уравнение высоты СН;
4) расстояние d от точки С до прямой АВ;
5) сделайте чертеж.
Решение от преподавателя:
Решение.
1) уравнения сторон треугольника АВ, ВС и АС
Уравнение, прямой проходящей через две точки
2) периметр (сумму длин) треугольника
Расстояние между двумя точками
3) уравнение высоты СН
Уравнение прямой, проходящей через точку перпендикулярно другой прямой
4) расстояние d от точки С до прямой АВ
Расстояние от точки до прямой
Пример 10:
Даны вершины A (x1; y1), B (x2; y2), C (x3; y3) треугольника.
Найти: 1) уравнение стороны AB;
2) уравнение медианы, проведенной из вершины C;
3) уравнение высоты, проведенной из вершины C ;
4) уравнение прямой, проходящей через вершину C параллельно стороне AB .
A (6; 0), B (2; − 6), C (−3; −9).
Решение от преподавателя:
Пример 11:
Решение от преподавателя:
Пример 12:
Дан треугольник с координатами вершин найти:
а) длину стороны AB;
б) косинус угла ABC;
в) площадь треугольника ABC (через векторное произведение);
Решение от преподавателя:
Пример 13:
Решение от преподавателя:
Даны координаты вершин треугольника: A(6,0), B(2,-6), C(-3,-9).
1) Уравнение прямой
Прямая, проходящая через точки A1(x1; y1) и A2(x2; y2), представляется уравнениями:
Уравнение прямой AB
Каноническое уравнение прямой:
или
или
y = 3/2x -9 или 2y -3x +18 = 0
2) Уравнение медианы треугольника
Обозначим середину стороны AB буквой М. Тогда координаты точки M найдем по формулам деления отрезка пополам.
M(4;-3)
Уравнение медианы CM найдем, используя формулу для уравнения прямой, проходящей через две заданные точки. Медиана CМ проходит через точки C(-3;-9) и М(4;-3), поэтому:
Каноническое уравнение прямой:
или
или
y = 6/7x -45/7 или 7y -6x +45 = 0
3) Уравнение высоты через вершину C
Прямая, проходящая через точку N0(x0;y0) и перпендикулярная прямой Ax + By + C = 0 имеет направляющий вектор (A;B) и, значит, представляется уравнениями:
Найдем уравнение высоты через вершину C
y = -2/3x -11 или 3y +2x + 33 = 0
4) Уравнение прямой, параллельной AB, проходящей через С(-3,-9)
Уравнение прямой AB: 2y -3x +18 = 0
Уравнение СN параллельно AB находится по формуле:
Или 2y -3x +9 = 0
Пример 14:
Даны вершины треугольника А(8,1), В(0,3), С(-2,-3). Напишите уравнения стороны AB, медианы AD, высоты BE.
Решение от преподавателя:
Даны координаты вершин треугольника: A(8,1), B(0,3), C(-2,-3).
1) Уравнение прямой (АВ)
Прямая, проходящая через точки A1(x1; y1) и A2(x2; y2), представляется уравнениями:
Уравнение прямой AB
или
или
4y + x – 12 = 0
2)Уравнение медианы (АD)
Обозначим середину стороны BC буквой М. Тогда координаты точки M найдем по формулам деления отрезка пополам.
M(-1;0)
Уравнение медианы AM найдем, используя формулу для уравнения прямой, проходящей через две заданные точки. Медиана AМ проходит через точки A(8;1) и М(-1;0), поэтому:
или
или
y = 1/9x + 1/9 или 9y -x – 1 = 0
3) Уравнение высоты через вершину B
Найдем уравнение высоты через вершину B
Для этого найдем угловой коэффициент k1 прямой AC.
Уравнение прямой AC
уравнение прямой, проходящей через 2 точки:
или
или
y = 2/5x -11/5 т.е. k1 = 2/5
Найдем угловой коэффициент k перпендикуляра из условия перпендикулярности двух прямых: k1*k = -1.
Подставляя вместо k1 угловой коэффициент данной прямой, получим:
2/5k = -1, откуда k = -5/2
Так как перпендикуляр проходит через точку B(0,3) и имеет k = -5/2,то будем искать его уравнение в виде: y-y0 = k(x-x0).
Подставляя x0 = 0, k = -5/2, y0 = 3 получим:
y-3 = -5/2(x-0)
или
y = -5/2x + 3 или 2y + 5x – 6 = 0 – уравнение (ВЕ)
Пример 15:
Дан треугольник АВС. Найти:
а) величину угла А;
б) уравнение стороны АС;
в) уравнение высоты и медианы, опущенных из вершины В.
Сделать чертеж.
А(-1,2); В(1,3); С(3,-4).
Решение от преподавателя:
Пример 16:
Треугольник задан вершинами А(-6; -2); В(4; 8); С(2; -8). Найти:
а) уравнение прямой BN, параллельной стороне АС;
б) уравнение медианы CD;
в) уравнение высоты АЕ;
Решение от преподавателя:
а) уравнение прямой BN, параллельной стороне АС;
Уравнение прямой AC:
Каноническое уравнение прямой:
или
или
y = -3/4x -13/2 или 4y + 3x +26 = 0
Уравнение BN параллельно AC находится по формуле:
y – y0 = k(x – x0)
Подставляя x0 = 4, k = -3/4, y0 = 8 получим:
y-8 = -3/4(x-4)
или
y = -3/4x + 11 или 4y + 3x – 44 = 0
б) уравнение медианы CD;
Обозначим середину стороны AB буквой М. Тогда координаты точки M найдем по формулам деления отрезка пополам.
M(-1;3)
Уравнение медианы CM найдем, используя формулу для уравнения прямой, проходящей через две заданные точки. Медиана CМ проходит через точки C(2;-8) и М(-1;3), поэтому:
Каноническое уравнение прямой:
или
или
y = -11/3x -2/3 или 3y + 11x +2 = 0
в) уравнение высоты АЕ;
Прямая, проходящая через точку Е0(x0;y0) и перпендикулярная прямой Ax + By + C = 0 имеет направляющий вектор (A;B) и, значит, представляется уравнениями:
Найдем уравнение высоты через вершину A
y = -1/8x – 11/4 или 8y +x + 22 = 0
Пример 17:
A(1, 2), В(5, 8), С(11, 3).
Решение от преподавателя:
Пример 18:
В ∆ABC вершины имеют координаты точки А (-3;4), точки В (-4;-3), точки С (8;1).
Составить уравнения стороны (AB), высоты (ВК) и медианы (CМ).
Решение от преподавателя:
Уравнение прямой AB
Каноническое уравнение прямой:
или
или
x +4 = 0 или x = -4
Уравнение прямой AC
Каноническое уравнение прямой:
или
или
y = -1/4x + 3 или 4y + x – 12 = 0
Найдем уравнение высоты через вершину B
y = 4x + 13 или y -4x – 13 = 0
Уравнение медианы CM найдем, используя формулу для уравнения прямой, проходящей через две заданные точки. Медиана CМ проходит через точки C(8;1) и М(-4;1/2), поэтому:
Каноническое уравнение прямой:
или
или
y = 1/24x + 2/3 или 24y -x – 16 = 0
Пример 19:
Дан треугольник ABC с координатами вершин A(-5;-3; 2), B(-2;-6;-3) и C(-2; 2;-1).
Найти:
а) длину стороны АВ;
б) косинус угла ABC;
в) площадь треугольника АВС (через векторное произведение).