Cap. 10 Il Triangolo

1. Cap. 10 Il Triangolo

2. Definizione Si definisce triangolo un poligono di tre lati

3. Caratteristiche • In un triangolo possiamo individuare: • Tre vertici (A; B;C) • Tre lati (a; b; c) • Tre angoli (α; β; γ) Un triangolo è una figura rigida indeformabile per questo trova applicazione in molte strutture architettoniche

4. Somma degli angoli interni di un triangolo Consideriamo il seguente triangolo Tracciamo la retta passante per CB e la sua parallela passante per A A questo punto noi abbiamo due rette parallele tagliate da due trasversali che sono i lati del triangolo Gli angoli α e a1 sono uguali perché alterni interni rispetto alla trasversale c Interessante contributo esterno

5. Gli angoli b e b1 sono uguali per lo stesso motivo perché alterni interni rispetto alla trasversale b Adesso si vede chiaramente come la somma degli angoli interni del triangolo a, b, g sia uguale alla somma degli angoli a1, b1 e g perché: a1 = a; b1 = b e g è in comune a + b + g = a1 + b1 + g con a1 + g + b1 = 180° Come si vede chiaramente dalla figura

6. La somma degli angoli interni di un triangolo vale sempre 180°

7. Angoli esterni di un triangolo La somma degli angoli esterni di un triangolo vale sempre 360° Si definisce angolo esterno di un triangolo l’angolo formato dal prolungamento del lato precedente e il lato successivo di un poligono

8. Angoli adiacenti Si dicono adiacenti due angoli consecutivi e i cui lati non comuni giacciono sulla stessa retta Noti una qualche somiglianza con gli angoli interni ed esterni di un triangolo?

9. Consideriamo la seguente figura Le coppie angoli interni ed esterni di un triangolo che fanno capo ad uno stesso vertice costituiscono una coppia di angoli adiacenti

10. Lati e angoli • Consideriamo un vertice di un triangolo e un lato che non passi per quel vertice • Un lato si dice opposto al vertice A (o all’angolo α) se non passa per A • Consideriamo il lato b,esso è un lato comune ai due angoli a e b • Due angoli di un triangolo che hanno un lato in comune si dicono adiacenti a quel lato

11. Criterio di esistenza di un triangolo • Consideriamo tre segmenti • È sempre possibile costruire un triangolo? • In teoria sembrerebbe di si perché posso metterli uno dietro l’altro • Ma il giochetto riesce sempre? • Consideriamo altri tre segmenti • Ripetiamo l’operazione • Come si vede non posso costruire un triangolo, uno dei due segmenti è addirittura più grande della somma degli altri due

12. In un triangolo un lato deve essere minore della somma degli altri due

13. Classificazione in base ai lati • In base ai lati classifichiamo i triangoli in: • Triangoli scaleni se hanno tutti i lati disuguali • Triangoli isosceli se hanno due lati uguali • Triangoli equilateri se hanno tutti i lati uguali

14. I triangoli isosceli • Nei triangoli isosceli chiamiamo: • Lati obliqui i due lati uguali • Base il terzo lato • Angoli alla base i due angoli adiacenti alla base • Angolo al vertice l’angolo opposto alla base

15. Triangolo equilatero • Il triangolo rettangolo ha tutti i lati e gli angoli uguali • Se la somma dei 3 angoli interni è di 180° il valore di tali angoli sarà: • 180° : 3 = 60°

16. Classificazione in base agli angoli • In base agli angoli possiamo suddividere i triangoli in: triangoli acutangolise hanno tutti gli angoli acuti • Triangoli rettangolise hanno un angolo retto • Triangoli ottusangolise hanno un angolo ottuso

17. Altezza di un triangolo • Consideriamo un triangolo • Tracciamo la perpendicolare al lato BC passante per A • Sia H la proiezione di A su AC • Si definisce altezza di un triangolo relativa ad un lato il segmento perpendicolare che partendo dal vertice opposto arriva sul lato medesimo • Cioè la distanza di A dal lato BC

18. Quante altezze????? • Nella definizione precedente c’è una piccolissima parola che ci deve far riflettere! • relativa! • Esiste un’altezza assoluta in un triangolo? • Certamente no, ogni altezza deve essere riferita ad un lato! • Ma quanti sono i lati? • 3 • Allora in un triangolo ci sono tre altezze

19. Non ci resta che vederle! • Sorpresa …. Sorpresa …. Passano tutte per uno stesso punto! • Questo ci permette di dire che quello sarà certamente un punto notevole del triangolo • Se questo è vero esso non merita solo un simbolo per indicarlo • Ma anche nome e definizione

20. Ortocentro • ortocentro(dal greco orqos", retto, più kentron, centro … paura! • Si definisce ortocentro il punto di incontro delle tre altezze • Qui l’ortocentro è dentro il triangolo ma è sempre così? • Vediamo se è vero!

21. Vediamo cosa succede all’ortocentro se modifico il triangolo L’angolo in B sta aumentando e si osserva che l’ortocentro si sposta verso questo angolo Quando il triangolo diventa ottusangolo l’ortocentro va fuori e non si trova più nel punto di incontro delle tre altezze ma dove si incontrano i loro prolungamenti! Quando il triangolo diventa rettangolo ortocentro e vertice B coincidono

22. Nuova definizione di altezza • Si definisce altezza di un triangolo relativa ad un lato il segmento perpendicolare che partendo dal vertice opposto arriva sul lato medesimo o sul suo prolungamento

23. Nuova definizione di ortocentro • Si definisce ortocentro il punto di incontro delle tre altezze o dei loro prolungamenti Altezze del triangolo ABC Per trovare l’ortocentro occorre prolungare le altezza

24. Riassunto In un triangolo rettangolo l’ortocentro coincide col vertice opposto all’ipotenusa In un triangolo acutangolo l’ortocentro è interno In un triangolo rettangolo l’ortocentro è esterno al triangolo

25. Mediana • Dal latino medianus, ciò che sta nel mezzo • Si definiscemediana il segmento che unisce il vertice opposto di un lato col suo punto medio • Anche in questo caso il triangolo ha tre mediane

26. Un nuovo punto notevole • Si può facilmente vedere che …… • Le tre mediane si incontrano in un punto che sarà ancora una volta un nuovo punto notevole

27. Baricentro • Dal greco barios pesante e kentron centro letteralmente centro dei pesi • Sidefinisce baricentro il punto di incontro delle tre mediane • È il punto di equilibrio del triangolo

28. Bisettrice A’1 A’ bisettrice O A Consideriamo l’angolo AOA’1 Tracciamo una semiretta che ha origine nel suo vertice e che lo divide a metà Tale retta prende il nome di bisettrice Definiamo bisettrice la semiretta che partendo dal suo vertice O divide l’angolo in due parti uguali

29. Bisettrici di un triangolo • Un triangolo avendo tre angoli avrà anche tre bisettrici • Come si vede anche queste si incontrano in un unico punto che sarà il terzo punto notevole del triangolo

30. Incentro • Si definisce incentro il punto di incontro delle bisettrici di un triangolo

31. Proprietà dell’incentro • L’incentro gode di un’importante proprietà: è equidistante dai lati • Tale distanza coincide con il raggio di una circonferenza tangente a tutti i lati del poligono Dimostreremo questo quando faremo i criteri di congruenza dei triangoli

32. Secanti e tangenti • Una retta si dice secantese interseca una curva in due o più punti • Una retta si dice tangente ad una curva se ha un solo punto di contatto (da tangere toccare) con la curva (o meglio la tocca in due punti coincidenti)

33. Asse di un segmento Consideriamo il segmento AB e sia M il suo punto medio Quali saranno le caratteristiche di M? Consideriamo ora la perpendicolare ad AB passante per M Chiamiamo questa perpendicolare asse del segmento L’asse di un segmento è il luogo geometrico dei punti equidistanti dai suoi estremi http://www.math.it/cabri/asse.htm

34. Assi di un triangolo • Solita storia: abbiamo tre lati e quindi tre assi! • Ancora una volta un punto notevole; i tre assi si incontrano in un punto che merita nome e definizione

35. Il circocentro • Dal latino circum (circolo) e dal greco Kentron (centro) • Si definisce circocentro il punto di incontro dei tre assi di un triangolo • Il nome deriva da una proprietà facilmente ricavabile se si ricorda il significato di asse

36. Proprietà del circocentro • Consideriamo l’asse del lato CB, per definizione il punto O (appartenente all’asse) è equidistante da C e da B • OB = OC • Prendiamo l’asse del lato AC, ancora una volta O è equidistante da A e da C • OC = OA • A questo punto si ha che: OB=OC=OA • Il circocentro è equidistante di vertici del triangolo

37. Il centro del circolo …. • È ora chiaro che il circocentro è il centro cella circonferenza che passa per i vertici del triangolo • Da cui …. Qualsiasi triangolo può essere inscritto in una circonferenza

38. Tipi di triangolo e posizione del circocentro Nel triangolo acutangolo il circocentro è interno al poligono Nel triangolo rettangolo il circocentro coincide col punto medio dell’ipotenusa Nel triangolo ottusangolo il circocentro è esterno al triangolo

39. Criteri di congruenza dei triangoli • In geometria si parla di congruenza quando due cose sono uguali • I criteri sono delle modalità che ci permettono di dire quando due cose sono uguali senza doverle confrontare e si risparmia tempo

40. B’ A’ a’ C’ Primo criterio di congruenza B A a • Consideriamo due triangoli che hanno due lati uguali e l’angolo fra essi compreso uguale • Con un movimento rigido facciamo coincidere le due figure • Vediamo che si sovrappongono esattamente • Perciò i due triangoli sono uguali Due triangoli sono uguali se hanno uguale due lati e l’angolo fra essi compreso C

41. Secondo criterio di congruenza 2 triangoli sono uguali sa hanno uguale un lato e gli angoli ad esso adiacenti • Consideriamo due triangoli che hanno un lato uguale e uguale i due angoli ad esso adiacenti • Siccome noi sappiamo che la somme degli angoli interni di un triangolo è 180° l’altro angolo sarà necessariamente uguale • Perciò i due triangoli sono uguali

42. B’ A’ C’ Due triangoli sono uguali se hanno tutti e tre i lati congruenti Terzo criterio di congruenza B • Consideriamo due triangoli che hanno tre lati uguali • Siccome il triangolo è una struttura indeformabile i due triangoli saranno necessariamente uguali • Si vede facilmente se li sovrapponiamo A C

43. Considerazione sul triangolo isoscele • Consideriamo il seguente triangolo isoscele • Gli angoli alla base saranno uguali e così i lati AC e BC • Tracciamo l’altezza • I triangoli CDB e CAD saranno uguali perché • Il lato AD è in comune • I lati AC e CB sono uguali perché lati del triangolo isoscele • Essendo l’angolo ADC = all’angolo CDB perché retti per definizione di altezza si ha che • e = z = 180° – 90° – 66,8° • Perciò per il primo criterio di congruenza i triangoli CDB e CAD sono uguali • Questo risultato è pieno di conseguenze infatti:

44. In un triangolo isoscele l’altezza relativa alla base è anche asse, mediana e bisettrice Proprietà del triangolo isoscele • Se i triangoli ACD e CDB sono uguali sia ha che AD = DB cioè D è il punto medio e l’altezza è anche mediana • L’altezza è la perpendicolare condotta a partire dal punto medio perciò sta sul suo asse • Se i triangoli ACD e BCD sono uguali saranno uguali anche e e z perciò l’altezza è anche bisettrice dell’angolo in C

45. In un triangolo isoscele tutti i punti notevoli cadono sull’altezza relativa alla base • Se tracciamo le altezze troviamo l’ortocentro • Se tracciamo gli assi troviamo il circocentro • Se tracciamo le mediane troviamo il baricentro • Se tracciamo le bisettrici troviamo l’incentro • Come ci potevamo aspettare …..

46. ….. e se il triangolo è equilatero • A voi la parola ……… • In che cosa assomiglia al triangolo isoscele? • Come saranno le tre altezze relative ai lati • Vale per ciascuna di loro ciò che si detto per l’altezza del triangolo isoscele? • Allora? O Ξ B Ξ C Ξ I

47. ….. e sul triangolo rettangolo? • Consideriamo la seguente figura e fissiamo la nostra attenzione sul triangolo A M1B • L’asse del segmento AB contiene l’altezza del triangolo • Il triangolo A M1B è isoscele • AM1 = M1B • Ma se M1 è il punto medio dell’ipotenusa allora si avrà che …. In un triangolo rettangolo la mediana relativa all’ipotenusa è congruente alla metà dell’ipotenusa stessa

48. Triangolo rettangolo particolare • … è possibile dire che questo triangolo è la metà di un triangolo equilatero? Provate a riflettere: Quanto vale l’angolo in C? Quanto valgono gli angoli interni in un triangolo equilatero? Se raddoppio l’angolo di 30° cosa ottengo? E all’ora ………..

49. Questa è tosta!!!! • Sapresti dimostrare che IL = IK = IH? • Pensa al quadrilatero ALIH e al ruolo che ha la bisettrice dell’angolo alfa Quanto vale l’angolo in H? Quanto vale l’angolo in L? Se considero gli angoli AÎL e HÎL come sono? Perché? E allora...

50. Uguali perché sono retti sono retti Uguali perché angoli generati dalla bisettrice dell’angolo a η1 = η2 = 180° - 90°- ζ1 (ζ2 è la stessa cosa perché sono uguali) perché la somma degli angoli interni di un triangolo è di 180° Il lato AI è in comune ai due triangoli Per il secondo criterio di uguaglianza (lato uguale e gli angoli ad essi adiacenti uguali) i triangoli AIK e AIH sono uguali e pertanto IH = IK