В треугольнике известно что биссектриса
В треугольнике известно что биссектриса
В треугольнике ABC биссектрисы AK и BL пересекаются в точке I. Известно, что около четырёхугольника CKIL можно описать окружность.
а) Докажите, что угол BCA равен 60°.
б) Найдите площадь треугольника ABC, если его периметр равен 12 и IC = 2.
а) Обозначим через α и β углы CAB и ABC соответственно. Тогда углы IAB и ABI равны и соответственно. По теореме о сумме углов треугольника получаем, что угол BIA равен Такая же величина у вертикального к нему угла LIK. По условию около четырёхугольника CKIL можно описать окружность. Следовательно, угол BCA дополняет угол LIK до 180°. С другой стороны, по теореме о сумме углов треугольника угол BCA дополняет до 180° сумму углов α и β. Следовательно, и Значит, угол BCA равен 60°.
б) Поскольку точка I является точкой пересечения биссектрис AK и BL, она также лежит на биссектрисе угла BCA и является центром вписанной в треугольник ABC окружности. Значит, радиус этой окружности равен длине перпендикуляра IH, опущенного из этой точки на BC. По доказанному угол HCI равен половине угла BCA, то есть он равен 30°. В прямоугольном треугольнике HCI против угла в 30° лежит катет IH. Следовательно, Площадь треугольника ABC равна половине произведения его периметра на радиус вписанной окружности. Значит, эта площадь равна
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Имеется верное доказательство утверждения пункта a) и обоснованно получен верный ответ в пункте б) | 3 | ||||||||
Получен обоснованный ответ в пункте б) имеется верное доказательство утверждения пункта а) и при обоснованном решении пункта б) получен неверный ответ из-за арифметической ошибки | 2 | ||||||||
Имеется верное доказательство утверждения пункта а) при обоснованном решении пункта б) получен неверный ответ из-за арифметической ошибки, Вычисление биссектрисы треугольника с известными свойствамиМатематика, как известно, царица наук. Неслучайно это выражение так любят учителя, особенно старой формации. Математика открывается исключительно тем, кто умеет, во-первых, логически мыслить, а во-вторых, тем, кто любит всегда добиваться ответа, оперируя изначальными условиями, не жульничая, а основывая решения на анализе, построение опять-таки логических связей. Эти качества, вынесенные со школьной скамьи, способны модулироваться и к взрослой серьезной жизни как в рабочих, так и в иных сложных моментах. Сегодня многие сталкиваются с проблемами при решении математических задач еще в начальной школе. Однако даже те школьники, которые успешно осваивают первичную математическую программу, переходя на новый школьный и жизненный этап, где алгебра отделяется от геометрии, бывает, сталкиваются с серьезными затруднениями. Между тем, один раз выучив и, главное, поняв, как найти биссектрису треугольника, ученик навсегда запомнит эту формулу. Рассмотрим треугольник ABC с тремя проведенными биссектрисами. Как видно из рисунка, все они сходятся в одной точке. Во-первых, определим, что биссектриса треугольника, и это одно из важнейших ее свойств, делит угол, из которого такой отрезок исходит, пополам. То есть в приведенном примере угол BAD равен углу DAC.
СвойстваСвойства в равнобедренных треугольникахОпределение биссектрисы треугольникаДопустим, что в рассматриваемом треугольнике ABC сторона AB = 5 cm, AC = 4 cm. Отрезок CD = 3 cm. Определение длиныОпределить длину можно по следующей формуле. AD = квадратный корень из разности произведения сторон и произведения пропорциональный отрезков. Найдем длину стороны BC. Так, для того чтобы рассчитать длину, требуется вычесть из 20 11,25 и извлечь квадратный корень из получившегося 8,75. Результат с учетом тысячных долей получится 2,958. Данный пример призван также эксплицитно указать на ситуацию, когда значения длины биссектрисы, как и все другие значения в математике, будут выражены не в натуральных числах, однако бояться этого не стоит.
Нахождение величины углаДля нахождения углов, образующихся биссектрисой, важно, прежде всего, помнить о сумме углов, неизменно составляющей 180 градусов. Предположим, что угол ABC равен 70 градусам, а угол BCA 50 градусам. Значит, путем простейших вычислений получим, что CAB = 180 (70+50) = 60 градусов. Если использовать главное свойство, в соответствии с которым угол, из которого она исходит, делится пополам, получим равные значения углов BAD и CAD, каждый из которых будет 60/2 = 30 градусов. Если требуется дополнительный наглядный пример, рассмотрим ситуацию, когда известен лишь угол BAD равный 28 градусам, а также угол ABC равный 70 градусам. Используя свойство биссектрисы, сразу найдем угол CAB путем умножения значения угла BAD на два. CAB = 282 =56. Значит, BAC = 180 (70+56) или 180 (70+282)= 180 126 = 54 градуса. Специально не рассматривалась ситуация, когда данный отрезок выступает в качестве медианы или высоты, оставив для этого другие специализированные статьи. Таким образом, мы рассмотрели такое понятие, как биссектриса треугольника, формула для нахождения длины и углов которой заложена и реализована в приведенных примерах, имеющих целью наглядно показать, каким образом можно использовать для решения тех или иных задач в геометрии. Также к данной теме относятся такие понятия, как медиана и высота. Если данный вопрос прояснился, следует обращаться к дальнейшему изучению различных других свойств треугольника, без которых немыслимо дальнейшее изучение геометрии. Биссектриса треугольника Треугольник. Медиана, биссектриса, высота, средняя линия.теория по математике 📈 планиметрияТреугольник – это геометрическая фигура, состоящая из трех точек на плоскости, которые не лежат на одной прямой, и трех последовательно соединяющих их отрезков. Точки называют вершинами треугольника, а отрезки – сторонами. Вершины треугольника обозначают заглавными латинскими буквами. Виды треугольников по угламТреугольники классифицируются по углам: остроугольные; тупоугольные; прямоугольные. Виды треугольников по сторонамТреугольники классифицируются по сторонам: разносторонний; равнобедренный; равносторонний.
Медиана, биссектриса, высота, средняя линия треугольникаМедианаОтрезок, соединяющий вершину треугольника с серединой противоположной стороны, называется медианой треугольника. В любом треугольнике можно провести три медианы, так как сторон – три. На рисунке показаны медианы треугольника АВС: AF, EC, BD. По данному рисунку также видно, что медианы треугольника пересекаются в одной точке – точке О. Это справедливо для любого треугольника. БиссектрисаБиссектрисой треугольника называется луч, исходящий из вершины угла треугольника и делящий его пополам. В любом треугольнике можно провести три биссектрисы, так как углов – три. На рисунке показаны биссектрисы треугольника ЕDC: DD1, EE1 и CC1. По рисунку также видно, что биссектрисы имеют одну точку пересечения. Это справедливо для любого треугольника. ВысотаВысота треугольника – это перпендикуляр, проведенный из вершины треугольника к противоположной стороне. На рисунке показаны высоты треугольника АВС: АН1, ВН2 и СН3. По рисунку видно, что высоты треугольника пересекаются в одной точке. Это также справедливо для любого треугольника. Средняя линияСредней линией треугольника называется отрезок, соединяющий середины двух его сторон. Средней линией треугольника называется отрезок, соединяющий середины двух его сторон. На рисунке показаны три средние линии треугольника АВС: MN, KN и MK. Средняя линия обладает следующими свойствами: она параллельна противоположной стороне; она равна половине противоположной стороны. Так, на данном рисунке MN параллельна АС, KN параллельна АВ, MK параллельна ВС. Также MN=0,5АС, KN=0,5АВ и MK=0,5ВС. Например, если известно, что сторона АС=20 см, то средняя линия МN равна половине АС, то есть МN=10 см. Или, например, если средняя линия МК=12 см, то сторона ВС будет в два раза больше, то есть ВС=24 см. Выполним чертеж окружности, описанной около треугольника АВС, покажем на нём все дополнительные элементы. Рассмотрим треугольники АВЕ и АВF: у них углы АВЕ и АFВ прямые, угол ЕАВ – общий, следовательно, эти треугольники подобны. Составим отношение сторон: Рассмотрим треугольники АСЕ и ADF, у которых углы АСЕ и AFD прямые, а угол FAD – общий. Значит, треугольники АСЕ и ADF подобны. Составим отношение сторон: Теперь найдем CD=AC-AD=54-24=30 pазбирался: Даниил Романович | обсудить разбор | оценить На клетчатой бумаге с размером клетки 1х1 изображен треугольник АВС. Найти длину его средней линии, параллельной стороне АС.
Для решения задачи надо вспомнить свойство средней линии: она параллельна основанию и равна его половине. Следовательно, чтобы найти длину средней линии, надо сторону треугольника разделить пополам. Найдем сторону треугольника, которой параллельна средняя линия, т.е. АС, сосчитав клетки, получим, что АС равна 8. Значит, средняя линия равна 8:2=4. pазбирался: Даниил Романович | обсудить разбор | оценить
Ключевое слово в данной задаче – биссектриса. Вспоминаем, что она делит угол пополам. Нам надо найти величину угла ВАD, следовательно он равен половине угла ВАС, то есть 84 0 :2=42 0 pазбирался: Даниил Романович | обсудить разбор | оценить Ответ или решение 2Точка E равноудалена от прямых AD, BC и AB, поскольку она лежит на биссектрисах DE и BE углов ADC и ABC. Значит, E – центр вневписанной окружности треугольника ADB. Поэтому точка E лежит на биссектрисе внешнего угла при вершине A треугольника ABD, а так как AD – биссектриса угла BAC, то лучи AE и AD делят развёрнутый угол с вершиной A на три равных угла. Следовательно, каждый из них равен 60°, а ∠A = 120°. Прежде чем начать решать задачу нарисуем чертеж http://bit.ly/2yKhoRT. АD, BE — биссектрисы; Известно, что DE — биссектриса угла ADC. Решать задачу будем используя алгоритм: Запишем отношение сторонВспомним свойство биссектрисы внутреннего угла треугольника. Биссектриса делит противоположную сторону на части, пропорциональные прилегающим сторонам. Запишем для каждой биссектрисы отношения: Используя основное свойство пропорции перейдем к равенствам: Применим теорему синусовТеорема синусов звучит так: Стороны треугольника пропорциональны синусам противолежащих углов. По теореме синусов для треугольника ABC, запишем равенство: выразим из выражения: sin2α = (BC * sin2β)/AC; Для треугольника ABD применим теорему синусов: Подставим в равенство полученное ранее для sin2α полученное выражение вместо sin2β: sin2α = (BC * AD * sinα)/AC * BD; Преобразуем полученное выражениеПрименим основное тригонометрическое тождество: 2sinα * cosα = (BC * AD * sinα)/AC * BD; cosα = (BC * AD)/2(AC * BD); Вместо (1) выражения выразим BC = (EC * AB)/AE; cosα = (EC * AB * AD)/2(AC * BD * AE); Из (2) выражения AB * DC = BD * AC; cosα = (EC * AB * AD)/2(AB * DC * AE) = (EC * AD)/2(DC * AE); Из (3) выражения AE * DC = EC * AD; cosα = (EC * AD)/2(DC * AE) = (EC * AD)/2(EC * AD) = 1/2. Формулы для вычисления длины биссектрисы треугольникаФормулы для вычисления длины биссектрисы треугольника Можно вывести различные формулы, с помощью которых можно вычислить длину биссектрисы треугольника, если известны: · длины прилежащих сторон и угол между ними · длины прилежащих сторон и отрезки, на которые биссектриса разбивает противолежащую сторону · длины трех сторон треугольника. Докажем первую из формул. Задача 1. Вычислить длину биссектрисы треугольника, если известны длинны двух прилежащих сторон треугольника и угол между ними. Решение. Пусть в треугольнике АВС известно, что . Обозначим биссектрису AD через la . . Используя формулу синуса двойного угла, получаем: . Ответ: . Выражение называется средним гармоническим чисел а и с. Поэтому формулу можно запомнить следующим образом: биссектриса треугольника равна произведению среднего гармонического прилежащих сторон треугольника на косинус половинного угла между ними. Доказательство остальных формул можно посмотреть, например, в методическом пособии «Опорные задачи по планиметрии». Задача 2. Вычислите биссектрису треугольника ABC, проведённую из вершины А, если ВС = 18, АС = 15, АВ = 12. Решение. Воспользуемся формулой для вычисления биссектрисы угла, если известны три стороны треугольника: Задача 3. Определить площадь треугольника, если две его стороны равны 35 см и 14 см, а биссектриса угла между ними содержит 12 см. , Вычислим , получаем: , . (по основному тригонометрическому тождеству). Далее по формуле синуса двойного угла вычисляем . Для вычисления площади треугольника воспользуемся формулой . Задача 4. . В равнобедренном треугольнике BCD с основанием BD проведена биссектриса BE. Известно, что СЕ = 20 и DE = 10. Найдите BE. Используя свойство биссектрисы угла треугольника (урок 4), получаем , то есть . Таким образом, нам известны длины двух прилежащих сторон и отрезки, на которые биссектриса разбивает противолежащую сторону, поэтому Ответ :. Задачи для самостоятельного решения 1. Дан треугольник со сторонами 4, 8, 9. Найти длину биссектрисы, проведенной к большей стороне. 2. В треугольнике ABC известно, что АВ = 10, АС = 15, BAC = 120°. Найдите биссектрису AD. 3. Катеты прямоугольного треугольника равны 6 и 8. Найдите биссектрису треугольника, проведённую из вершины прямого угла. 4. В равнобедренном треугольнике BCD с основанием BD проведена биссектриса BE. Известно, что СЕ = 18 и DE = 12. Найдите BE.
|