Пересечение высот в прямоугольном треугольнике. Взаимосвязь с радиусом

Для решения многих геометрических задач требуется найти высоту заданной фигуры. Эти задачи имеют прикладное значение. При проведении строительных работ определение высоты помогает вычислить необходимое количество материалов, а также определить, насколько точно сделаны откосы и проемы. Часто для построения выкроек требуется иметь представление о свойствах

Взаимосвязь с радиусом

Вам понадобится четкое понимание треугольников, чтобы ответить на другие вопросы о полигонах, координатной геометрии и тригонометрии. К счастью для вас, основные правила, регулирующие треугольники, мало и легко освоить. Теперь, если вы знаете меры двух углов треугольника, вы сможете найти третью. Полезное правило, не так ли?

Внешний угол треугольника - это угол, образованный продолжением одной из сторон треугольника за вершиной. Внешний угол всегда является дополнением к внутреннему углу, с которым он разделяет вершину и по размеру равен сумме мер удаленных внутренних углов.

У многих людей, несмотря на хорошие оценки в школе, при построении обычных геометрических фигур возникает вопрос о том, как найти высоту треугольника или параллелограмма. Причем определение высоты треугольника является самым сложным. Это происходит потому, что треугольник может быть острым, тупым, равнобедренным или прямоугольным. Для каждого из существуют свои правила построения и расчета.

Не имеет значения, какая сторона треугольника вы расширяете, чтобы создать внешний угол; внешний угол всегда будет дополнять внутренний угол, с которым он имеет вершину и, следовательно, равен сумме удаленных внутренних углов. Третьим важным свойством треугольников является правило неравенства треугольника, которое гласит: длина стороны треугольника меньше суммы длин двух других сторон и больше разницы длин двух других сторон.

Например, взгляните на этот треугольник. Это приводит нас к последнему основному свойству треугольников, что связано с отношениями между углами треугольника и длинами сторон треугольника. В каждом треугольнике самая длинная сторона противоположна наибольшему углу, а самая короткая сторона противоположна наименьшему углу.

Как найти высоту треугольника, в котором все углы острые, графическим способом

Если все углы у треугольника острые (каждый угол в треугольнике меньше 90 градусов), то для нахождения высоты необходимо сделать следующее.

  1. По заданным параметрам выполняем построение треугольника.
  2. Введем обозначения. А, В и С будут вершинами фигуры. Углы, соответствующие каждой вершине - α, β, γ. Противолежащие этим углам стороны - a, b, c.
  3. Высотой называется перпендикуляр, опущенный из вершины угла к противоположной стороне треугольника. Для нахождения высот треугольника проводим построение перпендикуляров: из вершины угла α к стороне a, из вершины угла β к стороне b и так далее.
  4. Точку пересечения высоты и стороны a обозначим H1, а саму высоту h1. Точка пересечения высоты и стороны b будет H2, высота соответственно h2. Для стороны c высота будет h3, а точка пересечения H3.

Высота в треугольнике с тупым углом

Эта пропорциональность боковых длин и угловых мер справедлива для всех треугольников. Но перед тем, как попасть в различные типы специальных треугольников, мы должны сделать минутку, чтобы объяснить маркировки, которые мы используем, для описания свойств каждого конкретного треугольника. Например, приведенная ниже фигура имеет две пары сторон равной длины и три пары углов конгруэнтности: они показывают, что стороны имеют равную длину. Дуги, втянутые в А и В, показывают, что эти углы конгруэнтны. На некоторых диаграммах может быть более одной пары равных сторон или конгруэнтных углов.

Теперь рассмотрим, как найти высоту треугольника, если один угол тупой (больше 90 градусов). В этом случае высота, проведенная из тупого угла, будет внутри треугольника. Остальные две высоты будут находиться за пределами треугольника.

Пусть в нашем треугольнике углы α и β будут острыми, а угол γ - тупой. Тогда для построения высот, выходящих из углов α и β, надо продолжить противоположные им стороны треугольника, чтобы провести перпендикуляры.

В этом случае двойные метки хэша или двойные дуги могут быть втянуты в пару сторон или углов, чтобы указать, что они равны друг другу, но не обязательно равны другой паре сторон или углов. Теперь, к специальным треугольникам. Скальнейский треугольник не имеет равных сторон и не имеет равных углов.

Треугольник, содержащий две стороны равной длины, называется равнобедренным треугольником. В равнобедренном треугольнике два угла, противоположные сторонам равной длины, являются конгруэнтными. Эти углы обычно называют опорными углами. Нет такой вещи, как треугольник с двумя равными сторонами и без конгруэнтных углов, или наоборот. Из правила пропорциональности, если треугольник имеет две равные стороны, то два угла, противоположные этим сторонам, являются конгруэнтными, а если треугольник имеет два конгруэнтных угла, то обе стороны, противоположные этим углам, равны.

Как найти высоту равнобедренного треугольника

У такой фигуры есть две равные стороны и основание, при этом углы, находящиеся при основании, также являются равными между собой. Это равенство сторон и углов облегчает построение высот и их вычисление.

Сначала нарисуем сам треугольник. Пусть стороны b и c, а также углы β, γ будут соответственно равными.

Треугольник, стороны которого равны по длине, называется равносторонним треугольником. Все три угла в равностороннем треугольнике также конгруэнтны; мера каждого составляет 60º. Как и в случае с равнобедренными треугольниками, если вы знаете, что треугольник имеет либо три равные стороны, либо три конгруэнтных угла, тогда вы знаете, что другое должно быть истинным.

Треугольник, содержащий правый угол, называется правым треугольником. Сторона, противоположная прямому углу, называется гипотенузой правого треугольника, а две другие стороны называются ногами. Углы, противоположные ногам правого треугольника, дополняют друг друга.

Теперь проведем высоту из вершины угла α, обозначим ее h1. Для равнобедренного треугольника эта высота будет одновременно биссектрисой и медианой.

Для основания можно сделать только одно построение. Например, провести медиану - отрезок, соединяющий вершину равнобедренного треугольника и противоположную сторону, основание, для нахождения высоты и биссектрисы. А для вычисления длины высоты для двух других сторон можно построить только одну высоту. Таким образом, чтобы графически определить, как вычислить высоту равнобедренного треугольника, достаточно найти две высоты из трех.

Теорема Пифагора важна для большинства проблем на правильных треугольниках. Это также будет полезно позже, когда вы изучаете координатную геометрию и тригонометрию. Поскольку правильные треугольники подчиняются теореме Пифагора, только некоторые из них имеют длины сторон, которые являются целыми числами. Например, правый треугольник с ножками длины 3 и 5 имеет гипотенузу длины =.

Помимо этих пифагорейских троек, вы также должны следить за их кратными. Если, например, вы знаете, что сторона, противоположная углу 30º, составляет 2 метра в длину, то, используя соотношение 1: 2: вы знаете, что гипотенуза имеет длину 4 метра, а нога напротив угла 60º - 2 метра.

Как найти высоту прямоугольного треугольника

У прямоугольного треугольника определить высоты намного проще, чем у других. Это происходит потому, что сами катеты составляют прямой угол, а значит, являются высотами.

Для построения третьей высоты, как обычно, проводится перпендикуляр, соединяющий вершину прямого угла и противоположную сторону. В итоге для того, чтобы узнать, как найти высоту треугольника в данном случае, требуется только одно построение.

Этот тип треугольника также известен как равнобедренный правый треугольник, поскольку он является равнобедренным и правильным. Хотя нет простой формулы для определения области для большинства четырехугольников и большинства полигонов в этом отношении, мы увидели, что для специальных параллелограмм и трапеций в четырехуровне имеются конкретные формулы для определения области. Однако область треугольника. Вот почему так важно, чтобы любой многоугольник можно было разделить на несколько треугольников.

Площадь многоугольника равна сумме площадей всех треугольников внутри него. Площадь треугольника может быть рассчитана тремя способами. Наиболее распространенным выражением для области треугольника является половина произведения основания и высоты. Высота формально называется высотой и равна длине сегмента линии с одной конечной точкой в ​​вершине, а другая конечная точка на линии, которая содержит сторону, противоположную вершине. Как и все высоты, этот отрезок должен быть перпендикулярен линии, содержащей сторону.

При решении различного рода задач, как сугубо математического, так и прикладного характера (особенно в строительстве), нередко требуется определить значение высоты определенной геометрической фигуры. Как рассчитать данную величину (высоту) в треугольнике?

Если мы попарно совместим 3 точки, расположенные не на единой прямой, то полученная фигура будет треугольником. Высота – часть прямой из любой вершины фигуры, которая при пересечении с противоположной стороной образует угол 90°.

Сторона, противоположная заданной вершине, называется базой треугольника. Вот некоторые треугольники, изображенные с их высотами. Рисунок%: Различные треугольники и их высоты. Другой способ вычисления площади треугольника называется формулой Херсона, названной в честь математика, который первым доказал формулу, которая была обработана. Это полезно, только если вы знаете длины сторон треугольника. Формула использует термин Полупермитер треугольника равен половине суммы длин сторон. Доказательство Формулы Херона довольно сложное и не обсуждалось здесь, но его формула работает как шарм, особенно если все, что известно о треугольнике, - это длины его сторон.

Найти высоту в разностороннем треугольнике

Определим значение высоты треугольника в случае, когда фигура имеет произвольные углы и стороны.

Формула Герона

h(a)=(2√(p(p-a)*(p-b)*(p-c)))/a, где

p – половина периметра фигуры, h(a) – отрезок к стороне a, проведенный под прямым углом к ней,
p=(a+b+c)/2 – расчет полупериметра.

В случае наличия площади фигуры для определения ее высоты можно воспользоваться соотношением h(a)=2S/a.

Третий и последний способ расчета площади треугольника связан с углами, а также с боковыми длинами треугольника. Любой треугольник имеет три стороны и три угла. Они известны как шесть частей треугольника. Площадь такого треугольника равна половине произведения длины двух сторон и синуса их включенного угла.

Особенности высот в разных треугольниках

С помощью этих инструментов можно рассчитать площадь треугольников и, как мы увидим, суммируя области треугольников внутри многоугольника, можно рассчитать площадь любого многоугольника. Каждая сторона треугольника имеет определенную высоту. Высота в остроугольном треугольнике лежит внутри треугольника. Тогда точка пересечения высоты находится внутри треугольника.

Тригонометрические функции

Для определения длины отрезка, который составляет при пересечении со стороной a прямой угол, можно воспользоваться следующими соотношениями: если известна сторона b и угол γ или сторона c и угол β, то h(a)=b*sinγ или h(a)=c*sinβ.
Где:
γ – угол между стороной b и a,
β – угол между стороной c и a.

Взаимосвязь с радиусом

Если исходный треугольник вписан в окружность, для определения величины высоты можно воспользоваться радиусом такой окружности. Центр ее расположен в точке, где пересекаются все 3 высоты (из каждой вершины) – ортоцентре, а расстояние от него и до вершины (любой) – радиус.

В тупоугольном треугольнике некоторые высоты лежат вне треугольника! Когда вы удлиняете их, они режут себя. Пересечение высоты в тупых треугольниках всегда находится за пределами треугольника. Эти стороны являются конечностями правого угла. Точка пересечения высоты также является угловой точкой. В этом углу находится правильный угол.

Так работает строительство второй высоты

Шаг: Включите круговую точку с пересечением круговой дуги со стороной и нарисуйте новую круговую дугу с тем же радиусом. Вы снова получите два пересечения дуг.

Последняя высота выполняется быстро

Здесь вы можете узнать, какие специальные линии вы можете рисовать в треугольниках, которые имеют эти линии, и как вы можете использовать эти линии для дальнейшего рассмотрения треугольников. Термин «трансверсаль» происходит от латыни и называется «проходящим» или «пересекающимся». Есть центральные линии, высоты, биссектриса и биссектриса.

Тогда h(a)=bc/2R, где:
b, c – 2 другие стороны треугольника,
R – радиус описывающей треугольник окружности.

Найти высоту в прямоугольном треугольнике

В данном виде геометрической фигуры 2 стороны при пересечении образуют прямой угол – 90°. Следовательно, если требуется определить в нем значение высоты, то необходимо вычислить либо размер одного из катетов, либо величину отрезка, образующего с гипотенузой 90°. При обозначении:
a, b – катеты,
c – гипотенуза,
h(c) – перпендикуляр на гипотенузу.
Произвести необходимые расчеты можно с помощью следующих соотношений:

Поскольку вы можете построить трансверсали, вы узнаете о предмете «углов, основных конструкций и симметрии», потому что нужно построить вертикаль, центр или биссектрису. Центральные линии - прямые. Они перпендикулярны треугольным сторонам и проходят через их центральные точки. Три центральные линии пересекаются в точке, и эта точка является центром окружности треугольника: для каждой точки центральной линии на том же расстоянии от конечных точек соответствующей стороны треугольника, поэтому пересечение центральных линий имеет одинаковое расстояние от всех трех вершин.

  • Пифагорова теорема:

a=√(c 2 -b 2),
b=√(c 2 -a 2),
h(c)=2S/c,т.к. S=ab/2,то h(c)=ab/c .

  • Тригонометрические функции:

a= c*sinβ,
b=c* cosβ,
h(c)=ab/c=с* sinβ* cosβ.


Найти высоту в равнобедренном треугольнике

Данная геометрическая фигура отличается наличием двух сторон равной величины и третьей – основанием. Для определения высоты, проведенной к третьей, отличной стороне, на помощь приходит теорема Пифагора. При обозначениях
a – боковая сторона,
c – основание,
h(c) – отрезок к c под углом 90°, то h(c)=1/2 √(4a 2 -c 2).

В частности, для каждого треугольника существует ровно один круг, проходящий через три вершины, окружность треугольника. Используйте круг для построения центральных линий. Выберите радиус так, чтобы круги пересекались в двух точках. В этом примере две другие центральные линии были нарисованы с использованием инструментов «Центр» и «Вертикаль». Вы можете построить третий центр для управления. Если он не пересекается с первыми двумя прямыми в пересечении, то вы нарисованы нечистыми. Пересечение центральных линий лежит на тупоугольном треугольнике за пределами треугольника.


Найти высоту треугольника равностороннего

В таком треугольнике отмечается равенство всех сторон, а углы составляют по 60°. Исходя из формулы для нахождения перпендикуляра на основание для равнобедренного треугольника, получаем следующее соотношение, которое справедливо для всех трех высот.

Даже сейчас вы можете снова проверить, нарисованы ли вы аккуратно, поскольку все три точки треугольника должны лежать на периметре. Постройте центр круга. Итак, вы рисуете треугольник, вершины которого лежат на круге. Круг - это периметр треугольника. Итак, вы строите центральные линии по крайней мере на двух сторонах треугольника и, таким образом, получаете центр окружности как точку пересечения.

Центр круга всегда является точкой пересечения центральных линий каждого треугольника, вершины которого лежат на окружности. Для прямоугольного треугольника сторона, противоположная прямому углу, всегда является диаметром круга. Таким образом, центр круга является центром стороны, противоположной прямому углу.




Поделиться: