Высота в равнобедренном прямоугольном треугольнике формула

Равнобедренный прямоугольный треугольник — это треугольник, являющийся одновременно равнобедренным и прямоугольным. В этом треугольнике каждый внутренний угол равен 45°:

α = β = 45 ∘ = π 4 , <displaystyle alpha =eta =45^<circ >=<frac <pi ><4>>!,,>

третий внутренний угол — прямой:

γ = 180 ∘ − 2 α = 90 ∘ = π 2 , <displaystyle gamma =180^<circ >-2alpha =90^<circ >=<frac <pi ><2>>!,,>

Внутренние углы имеют соотношение 1 : 1 : 2.

Каждая боковая сторона равна:

a = b = c 2 2 , <displaystyle a=b=<frac <2>>><2>>!,,>

а основание равно:

c = a 2 , <displaystyle c=a<sqrt <2>>!,,>

стороны соотносятся как 1 : 1 : √2. Боковые стороны являются катетами, основание — гипотенузой.

Высота, опущенная на гипотенузу, равна её половине:

h c = a 2 2 = c 2 = R , <displaystyle h_=<frac <2>>><2>>=<frac <2>>=R!,,>

Содержание

Периметр [ править | править код ]

Периметр равнобедренного прямоугольного треугольника равен

P = a + b + c = a ( 2 + 2 ) . <displaystyle P=a+b+c=a(2+<sqrt <2>>)!,.>

Площадь [ править | править код ]

Площадь равнобедренного прямоугольного треугольника равна

S = a 2 2 = c 2 4 . <displaystyle S=<frac <2>><2>>=<frac <2>><4>>!,.>

Также площадь равнобедренного прямоугольного треугольника можно выразить при помощи формулы Герона:

S = p ( p − a ) 2 ( p − a 2 ) , <displaystyle S=<sqrt <2>(p-a<sqrt <2>>)>>!,,>

Где p — полупериметр равнобедренного прямоугольного треугольника:

p = P 2 = a ( 1 + 2 2 ) . <displaystyle p=<frac

<2>>=aleft(1+<frac <sqrt <2>><2>>
ight)!,.>

Общие характеристики [ править | править код ]

Описанная и вписанная окружности [ править | править код ]

Равнобедренный прямоугольный треугольник, как и все треугольники, является бицентрическим. В нём:

Здесь r — радиус вписанной окружности, R — радиус описанной окружности, a — катеты и c — гипотенуза треугольника.

Расстояние между центрами вписанной и вписанной окружности d равен радиусу вписанной окружности r и задается уравнением Эйлера:

d 2 = R ( R − 2 r ) = a 2 2 ( 3 − 2 2 ) <displaystyle d^<2>=R(R-2r)=<frac <2>><2>>left(3-2<sqrt <2>>
ight)!,> d = r = a 2 ( 2 − 2 ) = a 1 2 ( 3 − 2 2 ) ≈ 0 , 2928932 a . <displaystyle d=r=<frac <2>>left(2-<sqrt <2>>
ight)=a<sqrt <<frac <1><2>>left(3-2<sqrt <2>>
ight)>>approx 0,2928932,a!,.>

Равнобедренный треугольник, имеющий равные описанную и вписанную окружность и одинаковые расстояния между их центрами ( d = r <displaystyle d=r,> ), имеет углы:

α = β = a r c t g ⁡ 4 − 2 2 8 2 − 11 ≈ 72 , 968751 ∘ , <displaystyle alpha =eta =operatorname <frac <4-<sqrt <2>>><<sqrt <2>><sqrt <8<sqrt <2>>-11>>>>approx 72,968751^<circ >!,,> γ = 180 ∘ − 2 α ≈ 34 , 062496 ∘ . <displaystyle gamma =180^<circ >-2alpha approx 34,062496^<circ >!,.>

Покрытие евклидовой плоскости [ править | править код ]

Прямоугольный равнобедренный треугольник является одним из трех треугольников, которые покрывают евклидову плоскость. Только равносторонними треугольниками (треугольник 60-60-60), который является правильным многоугольником, можно правильно покрыть плоскость. Третий треугольник, который неправильно покрывает плоскость, представляет собой прямоугольный треугольник 30-60-90. Эти три треугольника — треугольники Мёбиуса, что означает, что они покрывают плоскость, не перекрываясь, зеркалируя их стороны (см. Треугольная группа).

Полиформы в головоломках [ править | править код ]

Полиформы, основными фигурами которых являются равнобедренные прямоугольные треугольники, — это поляболы.

Пять равнобедренных прямоугольных треугольников вместе с одним квадратом и одним параллелограммом образуют головоломку пазл.

Содержание:

1. Свойства равнобедренного треугольника.
2. Признаки равнобедренного треугольника.
3. Формулы равнобедренного треугольника:
4. формулы длины стороны;
5. формулы длины равных сторон;
6. формулы высоты, медианы, биссектрисы равнобедренного треугольника.

Равнобедренным называется треугольник, у которого две стороны равны. Эти стороны называются боковыми, а третья сторона — основанием.

АВ = ВС — боковые стороны

Свойства равнобедренного треугольника

Свойства равнобедренного треугольника выражаются через 5 теорем:

Теорема 1. В равнобедренном треугольнике углы при основании равны.

Доказательство теоремы:

Рассмотрим равнобедренный Δ ABC с основанием АС.

Боковые стороны равны АВ = ВС,

Следовательно углы при основании ∠ BАC = ∠ BСA.

Теорема о биссектрисе, медиане, высоте, проведенной к основанию равнобедренного треугольника

• Теорема 2. В равнобедренном треугольнике биссектриса, проведенная к основанию, является медианой и высотой.
• Теорема 3. В равнобедренном треугольнике медиана, проведенная к основанию, является биссектрисой и высотой.
• Теорема 4. В равнобедренном треугольнике высота, проведенная к основанию, является биссектрисой и медианой.

Доказательство теоремы:

• Дан Δ ABC.
• Из точки В проведем высоту BD.
• Треугольник разделился на Δ ABD и ΔCBD.Эти треугольники равны, т.к. гипотенузы и общий катет у них равны (теорема Пифагора).
• Прямые АС и BD называются перпендикуляром.
• В Δ ABDи ΔBCD∠ BАD = ∠ BСD(из Теоремы 1).
• АВ = ВС — боковые стороны равны.
• Стороны АD = СD, т.к. точка Dотрезок делит пополам.
• Следовательно Δ ABD =ΔBCD.
• Биссектриса, высота и медиана это один отрезок — BD

Вывод:

1. Высота равнобедренного треугольника, проведенная к основанию, является медианой и биссектрисой.
2. Медиана равнобедренного треугольника, проведенная к основанию, является высотой и биссектрисой.
3. Биссектриса равнобедренного треугольника, проведенная к основанию, является медианой и высотой.

Запомни! При решении таких задач опусти высоту на основание равнобедренного треугольника. Чтобы разделить его на два равных прямоугольных треугольника.

• Теорема 5. Если три стороны одного треугольника равны трем сторонам другого треугольника, то такие треугольники равны.

Доказательство теоремы:

Доказательство от противного.

• Пусть треугольники не равны (а то треугольники были равны по первому признаку).
• Пусть Δ A₁B₁C₂ = Δ ABC, у которого вершина C₂ лежит в одной полуплоскости с вершиной C₁ относительно прямой A₁B₁. По предположению вершины C₁ и C₂ не совпадают. Пусть D – середина отрезка C₁C₂. Δ A₁C₁C₂ и Δ B₁C₁C₂ – равнобедренные с общим основанием C₁C₂. Поэтому их медианы A₁D и B₁D являются высотами. Значит, прямые A₁D и B₁D перпендикулярны прямой C₁C₂. A₁D и B₁D имеют разные точки A₁ и B₁, следовательно, не совпадают. Но через точку D прямой C₁C₂ можно провести только одну перпендикулярную ей прямую.
• Отсюда пришли к противоречию и теорему доказали.

Признаки равнобедренного треугольника

1. Если в треугольнике два угла равны.
2. Сумма углов треугольника 180°.
3. Если в треугольнике биссектриса является медианой или высотой.
4. Если в треугольнике медиана является биссектрисой или высотой.
5. Если в треугольнике высота является медианой или биссектрисой.

Формулы равнобедренного треугольника

Формулы сторон равнобедренного треугольника

• b — сторона (основание)
• а — равные стороны
• a — углы при основании
• b — угол образованный равными сторонами

Формулы длины стороны (основания — b):

• b = 2a sin( eta /2)= a sqrt
• b = 2a cos alpha

Формулы длины равных сторон — (а):

Формулы высоты, медианы, биссектрисы равнобедренного треугольника

• L — высота=биссектриса=медиана
• b — сторона (основание)
• а — равные стороны
• a — углы при основании
• b — угол образованный равными сторонами

Формулы высоты, биссектрисы и медианы, через сторону и угол, (L):

Формула высоты, биссектрисы и медианы, через стороны, (L):

Площадь равнобедренного треугольника

• b — сторона (основание)
• а — равные стороны
• h — высота

Формула площади треугольника через высоту h и основание b, (S):

Формулу высоты равнобедренного треугольника можно получить из теоремы Пифагора, а также по формуле Герона

Высота равнобедренного треугольника из теоремы Пифагора, формула

Высота равнобедренного треугольника по формуле Герона, формула

после подстановки коэфициента p в формулу получим

далее вносим под корень 2 и знаменатель b