830 likes | 1.29k Views
Dane INFORMACYJNE :. Nazwa szkoły: Zespół Szkół z Oddziałami Integracyjnymi i Specjalnymi nr 2 w Poznaniu ID grupy : 98/14_mf_g2 Opiekun: Elżbieta Fietz Kompetencja: matematyczno-fizyczna Temat projektowy: Geometria trójkąta Semestr/rok szkolny: V/20011/2012.
E N D
Dane INFORMACYJNE : • Nazwa szkoły: • Zespół Szkół z Oddziałami Integracyjnymi i Specjalnymi nr 2 w Poznaniu • ID grupy: 98/14_mf_g2 • Opiekun: Elżbieta Fietz • Kompetencja: matematyczno-fizyczna • Temat projektowy: Geometria trójkąta • Semestr/rok szkolny: V/20011/2012
Trójkąty - wstęp • Trójkąt– wielokąt o trzech bokach .Odcinki tworzące łamaną nazywamy bokami trójkąta, punkty wspólne sąsiednich boków nazywamy wierzchołkami trójkąta. Każdy trójkąt jest jednoznacznie wyznaczony przez swoje wierzchołki. • Często dla wygody jeden z boków trójkąta nazywa się podstawą, a pozostałe – ramionami. • W każdym trójkącie suma miar kątów wewnętrznych między bokami wynosi 180°, zaś długości boków muszą spełniać pewne zależności.
Trójkąty - podział • Przy podziale ze względu na boki wyróżnia się: • - trójkąt różnoboczny ma każdy bok innej długości; • - trójkąt równoramienny ma przynajmniej dwa boki tej samej długości; • - trójkąt równoboczny ma wszystkie trzy boki tej samej długości; w tym przypadku też wszystkie jego kąty są tej samej miary.
Trójkąty – podział Przy podziale ze względu na kąty wyróżnia się: - trójkąt ostrokątny, którego wszystkie kąty wewnętrzne są ostre; - trójkątny prostokątny to taki, w którym jeden z kątów wewnętrznych jest prosty(a więc pozostałe sumują się do kąta prostego); boki tworzące kąt prosty nazywa się przyprostokątnymi, pozostały bok nosi nazwę przeciwprostokątnej; przeciwprostokątna zawsze jest dłuższa od każdej przyprostokątnej; - trójkąt rozwartokątny, którego jeden kąt wewnętrzny jest rozwarty.
Wysokości trójkąta • Wysokością trójkąta nazywamy odcinek poprowadzony z wierzchołka trójkąta prostopadle do przeciwległego boku lub do przedłużenia tego boku.Każdy trójkąt ma trzy wysokości, które przecinają sie w jednym punkcie zwanym ortocentrum (p.O).
Odcinki łączące środki boków trójkąta Odcinki łączące środki boków trójkąta są równoległe do przeciwległych boków i równe ich połowie.
Dwusieczne kątów trójkąta • Dwusieczna kąta jest to półprosta dzieląca kąt na połowy.Każdy trójkąt ma trzy dwusieczne przecinające się w jednym punkcie (p.O), który jest środkiem koła wpisanego w trójkąt.
Symetralne boków trójkąta Symetralną boku trójkąta nazywamy prostą prostopadłą do tego boku, przechodzącą przez jego środek.Każdy trójkąt ma trzy symetralne boków, przecinające się w jednym punkcie (p.O), który jest środkiem koła opisanego na tym trójkącieŚrodek O koła opisanego na trójkącie może leżeć wewnątrz lub na zewnątrz trójkąta, a w przypadku trójkąta prostokątnego na jego boku (w połowie przeciwprostokątnej).Trójkąty nie mają środka symetrii.
Dla dowolnego trójkąta zachodzi: • P - pole trójkąta,Ob - obwód trójkąta,|a - b| < c < a + b,α + β + δ = 180°, Ob = a + b + c, P=12ahP=12absinγ =12bcsinα =12acsinβ ,P= p(p-a) (p-b) (p-c) , gdzie p=12 (a+b+c) , (wzór Herona) R= abc 4P , (promień okręgu opisanego), r= Pp , (promień okręgu wpisanego).
Trójkąt Równoramienny • Trójkąt, którego dwa boki są równej długości nazywamy trójkątem równoramiennym. |AC| = |CB| • Boki równe nazywamy ramionami, trzeci bok nazywamy podstawą. W trójkącie równoramiennym kąty przy podstawie mają tę samą miarę. α = β.Trójkąt równoramienny posiada co najmniej jedną oś symetrii przecinającą podstawę w połowie długości oraz przechodzącą przez wierzchołek kąta łączącego ramiona.
Trójkąt Równoramienny W trójkącie równoramiennym dwie wysokości są równe. Trzecia wysokość opuszczona na podstawę dzieli ją na dwie równe części, a półprosta, w której leży ta wysokość, dzieli kąt między ramionami trójkąta na dwa kąty o równych miarach Trójkąt równoramienny ma jedną oś symetrii i jest ona jednocześnie dwusieczną kąta zawartego między ramionami oraz pokrywa się z wysokością figury.
Trójkąt Równoboczny Trójkąt równoboczny ma trzy osie symetrii, które są jednocześnie dwusiecznymi kątów, wysokościami, symetralnymi i środkowymi boków figury.
Trójkąt równoboczny Trójkąt, który ma wszystkie boki równej długości nazywamy trójkątem równobocznym. Trójkąt równoboczny to szczególny trójkąt który posiada takie oto własności:- wszystkie kąty są równe i mają miarę 60°,- wysokość trójkąta równobocznego h=a32, - wysokość trójkąta równobocznego dzieli go na dwa przystające trójkąty prostokątne,- wysokości trójkąta i dwusieczne jego kątów zawierają się w symetralnych boków tego trójkąta,- wysokości trójkąta równobocznego dzielą się w stosunku 1:2,- punkt przecięcia wysokości jest środkiem okręgu wpisanego w trójkąt oraz środkiem okręgu opisanego na trójkącie,- promień okręgu wpisanego w trójkąt r=13h lub r=a36, - promień okręgu opisanego na trójkącie R=23h lub R=a33, - pole trójkąta P=12ah lub P=a23 4.
Trójkąt Ostrokątny • Trójkąt, który ma wszystkie kąty wewnętrzne ostre nazywamy trójkątem ostrokątnym. • α < 90°β < 90°γ < 90° • Wysokości w trójkącie ostrokątnym przecinają się w punkcie, który leży wewnątrz trójkąta.
Trójkąt Prostokątny • Trójkąt, w którym jeden z kątów wewnętrznych jest prosty nazywamy trójkątem prostokątnym. • Dwa boki trójkąta leżące obok kąta prostego nazywamy przyprostokątnymi, a trzeci bok nazywamy przeciwprostokątną.Trójkąt prostokątny spełnia Twierdzenie Pitagorasa • α+ β= 90°Przyprostokątne trójkąta prostokątnego są jego wysokościami. • Zależności w trójkącie prostokątnym:ac=sinα, bc=cosα, ab=tgα, ba=ctgα, • Jeżeli kąty ostre trójkąta prostokątnego są równe 30° i 60°, to jego przeciwprostokątna • jest dwa razy dłuższa od przyprostokątnej leżącej naprzeciw kąta 30°.
Trójkąt rozwartokątny • Trójkąt, w którym jeden z kątów wewnętrznych jest rozwarty nazywamy trójkątem rozwartokątnym. • α + β < 90° • γ > 90° • Wysokości w trójkącie rozwartokątnym przecinają się w punkcie, który leży poza trójkątem.
Cechy podobieństwa Trójkątów Cechy podobieństwa trójkątów, to warunki konieczne i wystarczające na to, aby dwa trójkąty były podobne. Podobieństwo trójkątów oznaczamy symbolem ~. Istnieją trzy cechy podobieństwa trójkątów: 1) bok,bok,bok 2) kąt, kąt, kąt 3) bok, kąt, bok
I cecha podobieństwa trójkątów • b'b = a'a = c'c = k k - skala podobieństwaΔABC ~ ΔA'B'C' Jeżeli boki jednego trójkąta są proporcjonalne do odpowiednich boków drugiego trójkąta, to trójkąty są podobne.
II cecha podobieństwa trójkątów • α = α'β = β'ΔABC ~ ΔA'B'C' • Jeżeli miary dwóch kątów jednego trójkąta są równe miarom odpowiednich dwóch kątów drugiego trójkąta, to trójkąty są podobne.
III cecha podobieństwa trójkątów • α = α'b'b = a'a ΔABC ~ ΔA'B'C' Jeżeli dwa boki jednego trójkąta są proporcjonalne do dwóch boków drugiego trójkąta, a kąty między nimi zawarte są przystające, to trójkąty są podobne.
Cechy przystawania trójkątów Cechy przystawania trójkątów, to warunki konieczne i wystarczające na to, aby dwa trójkąty były przystające, czyli takie same. Przystawanie figur geometrycznych oznaczamy symbolem ≡.
I CECHa PRZYSTAWANIA TRÓJKĄTÓW • a = a'b =b'c = c'ΔABC ≡ ΔA'B'C' Jeżeli trzy boki jednego trójkąta są odpowiednio równe trzem bokom drugiego trójkąta, to trójkąty są przystające.
I ICECHa PRZYSTAWANIA TRÓJKĄTÓW • α = α'b = b'c = c'ΔABC ≡ ΔA'B'C' Jeżeli dwa boki i kąt między nimi zawarty jednego trójkąta są odpowiednio równe dwóm bokom i kątowi między nimi zawartemu drugiego trójkąta, to trójkąty są przystające.
I IICECHa PRZYSTAWANIA TRÓJKĄTÓW • α = α'c = c'β = β'ΔABC ≡ ΔA'B'C' Jeżeli długość boku i dwa kąty do niego przyległe jednego trójkąta są odpowiednio równe długości boku i dwóm kątom do niego przyległym drugiego trójkąta, to trójkąty są przystające.
TWIERDZENIE PITAGORASA • Jeżeli trójkąt jest prostokątny, to suma kwadratów długości przyprostokątnych jest równa kwadratowi długości przeciwprostokątnej.a2 + b2 = c2
Funkcje trygonometryczne w trójkącie prostokątnym
Wzory na długość boków trójkąta prostokątnego
Pole trójkąta pole
Trójkąt o kątach : 30,60,90 stopni • Na poniższym rysunku przedstawiono trójkąt prostokątny, w którym dwa pozostałe kąty mają miary 30 i 60 stopni.
Wzór na pole tego trójkąta wyprowadzamy ze znanego wzoru na pole trójkąta: Obwód tego trójkąta :
Dwie wysokości omawianego trójkąta zawierają się w jego przyprostokątnych. Długość trzeciej wysokości h (poprowadzonej z wierzchołka kąta 90 stopni) obliczymy korzystając z wzoru na pole trójkąta:
OKRĄG OPISANY NA TRÓJKACIE • - Na każdym trójkącie można opisać okrąg. Środkiem okręgu opisanego jest punkt przecięcia się symetralnych boków trójkąta. - Środek okręgu opisanego na trójkącie prostokątnym leży w połowie przeciwprostokątnej. - Środek okręgu opisanego na trójkącie równobocznym i środek okręgu wpisanego w trójkąt równoboczny pokrywają się.
Promień okręgu wpisanego: • Promień okręgu opisanego: • Zależność między obydwoma promieniami:
Wyprowadzenie wzoru na wysokość trójkąta równobocznego
Wyprowadzenie wzoru na pole trójkąta równobocznego
Wyprowadzenie wzoru na odcinki, na jakie jest podzielona wysokość
Twierdzenie cosinusów - Carnota • W każdym trójkącie kwadrat długości dowolnego boku jest równy sumie kwadratów długości pozostałych boków minus podwojony iloczyn długości tych boków i cosinus kąta zawartego między nimi. • .
Jeżeli w trójkącie znane są długości boków a i b i miara kąta , to długość trzeciego boku trójkąta i miarę kąta oblicza się stosując twierdzenie cosinusów. Mając dane trzy boki trójkąta można wyznaczyć wszystkie kąty w trójkącie. • Wzór Carnota jest uogólnieniem twierdzenia Pitagorasa
Twierdzenie sinusów (twierdzenie Snelliusa) • W dowolnym trójkącie iloraz długości dowolnego boku i sinusa kąta naprzeciw tego boku jest stały i równy długości średnicy okręgu opisanego na trójkącie.
W dowolnym trójkącie znane są: długości jednego boku a i miary kątów β,Ɣ. Miara trzeciego kąta α jest równa : • ponieważ suma kątów trójkąta jest równa 180°. Do obliczenia długości pozostałych boków b i c stosuje się twierdzenie sinusów. • Twierdzenie sinusów stosuje się również wtedy, gdy znamy dwa boki trójkąta i kąt leżący naprzeciw jednego z nich.
Twierdzenie Stewarda • Twierdzenie geometrii płaskiej dotyczące związku między długościami boków trójkąta a tzw. czewianą. • Twierdzenie udowodnione i opublikowane przez szkockiego matematyka • Matthew Stewarta w roku 1746.
Niech a, b, i c będą długościami boków trójkąta. Niech d będzie dowolnym odcinkiem (czewianą) łączącym wierzchołek naprzeciwko boku długości a z punktem na tym boku. Niech czewiana dzieli bok a na dwa odcinki o długościach m i n. Wówczas twierdzenie Stewarta mówi, że: