Какие свойства прямоугольного треугольника
С помощю этого онлайн калькулятора можно найти неизвестные элементы (стороны, углы) прямоугольного треугольника. Теоретическую часть и численные примеры смотрите ниже.
Прямоугольный треугольник. Свойства, признаки равенства. Задачи и решения
Определение 1. Прямоугольный треугольник − это треугольник, один из углов которого прямой (т.е. 90°).
Сторона, противоположная прямому углу, называется гипотенузой (сторона c (Рис.1)). Другие стороны, т.е. стороны, прилегающие к прямому углу (стороны a и b) называются катетами.
Некоторые свойства прямоугольных треугольников
Свойство 1. Сумма двух острых углов прямоугольного треугольника равна 90°.
Действительно. Поскольку сумма углов треугольника равна 180°, а прямой угол равен 90°, то сумма остальных углов равен 90°.
Свойство 2. Если катет прямоугольного треугольника лежит напротив угла в 30°, то он равен половине гипотенузы.
Доказательство. Рассмотрим прямоугольный треугольник ACB, у которого угол C прямой, а угол ∠ABC=30°. Приложим к этому треугольнику равному ему прямоугольный треугольник как показано на Рис.2.
Рассмотрим треугольник ADB. Так как ∠A=∠D=∠ABD=60°, то треугольник ABD равносторонний. Следовательно AB=AD=BD. Тогда . Конец доказательства.
Свойство 3. Если катет прямоугольного треугольника равен половине гипотенузы, то угол, лежащий против данного катета равен 30°.
Доказательство. Пусть у прямоугольного треугольника катет AC равен половине гипотенузы AB. Аналогично вышеизложенному приложим к этому треугольнику равному ему прямоугольный треугольник BCD(Рис.2). Получим равносторонний треугольник, где AB=AD=BD. Тогда ∠A=∠D=∠ABD=60°. Но ∠ABD=2∠ABС. Следовательно . Конец доказательства.
Признаки равенства прямоугольных треугольников
1. Признак равенства прямоугольных треугольников по двум катетам
Если катеты одного прямоугольного треугольника соответственно равны катетам другого прямоугольного треугольника, то эти треугольники равны.
Действительно. Пусть , (Рис.3). Поскольку , то по первому признаку равенства треугольников следует, что треугольники и равны.
2. Признак равенства прямоугольных треугольников по катету и прилежащему к нему острому углу
Если катет и прилежащий к нему острый угол прямоугольного треугольника соответственно равны катету и прилежащему к нему острому углу другого прямоугольного треугольника, то такие треугольники равны.
Действительно. Так как , , (Рис.4), то из второго признака равенства треугольников следует, что треугольники и равны.
3. Признак равенства прямоугольных треугольников по гипотенузе и прилежащему к нему острому углу
Теорема 1. Если гипотенуза и прилежащий к нему острый угол прямоугольного треугольника соответственно равны гипотенузе и прилежащему к нему острому углу другого прямоугольного треугольника, то такие треугольники равны.
Доказательство. Пусть и (Рис.5). Так как данные треугольники прямоугольные, то имеет место также равенство . Тогда из второго признака равенства треугольников следует, что треугольники и равны.
4. Признак равенства прямоугольных треугольников по гипотенузе и катету
Теорема 2. Если гипотенуза и катет одного прямоугольного треугольника соответственно равны гипотенузе и катету другого прямоугольного треугольника, то такие треугольники равны.
Доказательство. Рассмотрим треугольники и , где , и углы C и C1 прямые (Рис.6).
Поскольку , , , то треугольник можно наложить на треугольник так, чтобы вершина C совместилась с верншиной C1 а стороны CA и CB наложились на лучи C1A1 и C1B1, соответственно (Рис.7).
Так как CB=C1B1, то вершина B совместится с вершиной B1. Покажем, теперь, что вершина A совместится с вершиной A1. Предположим, что они не совместятся. Тогда получим равнобедренный треугольник ABA1, поскольку AB=A1B1. Но в этом случае . Но как мы видим из Рис.7 угол , острый а угол тупой (так как он является смежанным углом к острому углу BAC), что невозможно. Следовательно вершина A совместится с вершиной A1.
Задачи и решения
Задача 1. Один из углов прямоугольного треугольника равен 60°, а сумма гипотенузы и меньшего из катетов равна 26.4см. Найдите гипотенузу треугольника.
Решение. Обозначим через b− меньший катет, а через c− гипотенузу. Из условия задачи имеем: c+b=26.4см.
Так как один из острых углов прямоугольного треугольника равен 60°, то другой острый угол равен 90°−60°=30°. Как известно, против угла 60° лежит большая сторона (катет), а против угла 30° − меньшая. Из свойства 2 следует, что меньшая сторона равна половине гипотенузы : . Тогда имеем: или . Следовательно c=17.6 см.
Ответ: 17.6 см.
Задача 2. В треугольниках ABC и A1B1C1, углы A и A1 прямые, BD и B1D1 −биссектрисы. Докажите, что , если и BD=B1D1.
Доказательство. Так как BD и B1D1 −биссектрисы и , то (Рис.8). Из и следует, что (Теорема 1).
Тогда и, следовательно, . Отсюда получим, что треугольники BDC и B1D1C1 равны (второй признак равенства треугольников:, , ). Следовательно (так как , ).
Источник
Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0
Стандартные обозначения в прямоугольных треугольниках
Определение. Прямоугольный треугольник – треугольник, один из углов которого прямой (равен ).
Прямоугольный треугольник – частный случай обычного треугольника. Поэтому все свойства обычных треугольников для прямоугольных сохраняются. Но есть и некоторые частные свойства, обусловленные наличием прямого угла.
Общепринятые обозначения (рис.1):
– прямой угол;
– гипотенуза;
– катеты;
.
Рис. 1.
Свойства прямоугольного треугольника.
Свойство 1. Сумма углов и прямоугольного треугольника равна .
Доказательство. Вспомним, что сумма углов любого треугольника равна . Учитывая тот факт, что , получаем, что сумма оставшихся двух углов равна То есть,
Свойства прямоугольного треугольника (сумма острых углов, соотношение длин катетов и гипотенузы, неравенство треугольника)
Свойство 2. В прямоугольном треугольнике гипотенуза больше любого из катетов (является самой большой стороной).
Доказательство. Вспомним, что в треугольнике против большего угла лежит большая сторона (и наоборот). Из доказанного выше свойства 1 следует, что сумма углов и прямоугольного треугольника равна . Так как угол треугольника не может равняться 0, то каждый из них меньше . Значит, является самым большим, а, значит, напротив него лежит наибольшая сторона треугольника. Значит, гипотенуза является наибольшей стороной прямоугольного треугольника, то есть: .
Свойство 3. В прямоугольном треугольнике гипотенуза меньше суммы катетов.
Доказательство. Это свойство становится очевидным, если вспомнить неравенство треугольника.
Неравенство треугольника
В любом треугольнике сумма любых двух сторон больше третьей стороны.
Из данного неравенства сразу же следует свойство 3.
Примечание: несмотря на то, что каждый из катетов по отдельности меньше гипотенузы, их сумма оказывается больше. В числовом примере это выглядит так: , но .
Признаки равенства прямоугольных треугольников:
1-й признак (по 2 сторонам и углу между ними): если у треугольников равны две стороны и угол между ними, то такие треугольники равны между собой.
2-й признак (по стороне и двум прилежащим углам): если у треугольников равны сторона и два угла, прилежащие к данной стороне, то такие треугольники равны между собой.Примечание: пользуясь тем, что сумма углов треугольника постоянна и равна , легко доказать, что условие «прилежания» углов не является необходимым, то есть признак будет верен и в такой формулировке: «… равны сторона и два угла, то …».
3-й признак (по 3 сторонам): если у треугольников равны все три стороны, то такие треугольники равны между собой.
Естественно, все эти признаки остаются верными и для прямоугольных треугольников. Однако у прямоугольных треугольников есть одна существенная особенность – у них всегда есть пара равных прямых углов. Поэтому данные признаки для них упрощаются. Итак, сформулируем признаки равенства прямоугольных треугольников:
1-й признак (по двум катетам): если у прямоугольных треугольников катеты попарно равны, то такие треугольники равны между собой (Рис. 2).
Дано:
Рис. 2. Иллюстрация первого признака равенства прямоугольных треугольников
Доказать:
Доказательство: в прямоугольных треугольниках: . Значит, мы можем воспользоваться первым признаком равенства треугольников (по 2 сторонам и углу между ними) и получить: .
2-й признак (по катету и углу): если катет и острый угол одного прямоугольного треугольника равны катету и острому углу другого прямоугольного треугольника, то такие треугольники равны между собой (Рис. 3).
Дано:
Рис. 3. Иллюстрация второго признака равенства прямоугольных треугольников
Доказать:
Доказательство: сразу отметим, что тот факт, что равны углы, прилежащие к равным катетам, не является принципиальным. Действительно, сумма острых углов прямоугольного треугольника (по свойству 1) равна . Значит, если равна одна пара из этих углов, то равна и другая (так как их суммы одинаковы).
Доказательство же данного признака сводится к использованию второго признака равенства треугольников (по 2 углам и стороне). Действительно, по условию равны катеты и пара прилежащих к ним углов. Но вторая пара прилежащих к ним углов состоит из углов . Значит, мы можем воспользоваться вторым признаком равенства треугольников и получить: .
3-й признак (по гипотенузе и углу): если гипотенуза и острый угол одного прямоугольного треугольника равны гипотенузе и острому углу другого прямоугольного треугольника, то такие треугольники равны между собой (Рис. 4).
Дано:
Рис. 4. Иллюстрация третьего признака равенства прямоугольных треугольников
Доказать:
Доказательство: для доказательства этого признака можно сразу воспользоваться вторым признаком равенства треугольников – по стороне и двум углам (точнее, следствием, в котором указано, что углы не обязательно должны быть прилежащими к стороне). Действительно, по условию: , , а из свойств прямоугольных треугольников следует, что . Значит, мы можем воспользоваться вторым признаком равенства треугольников, и получить: .
4-й признак (по гипотенузе и катету): если гипотенуза и катет одного прямоугольного треугольника равны соответственно гипотенузе и катету другого прямоугольного треугольника, то такие треугольники равны между собой (Рис. 5).
Дано:
Рис. 5. Иллюстрация четвёртого признака равенства прямоугольных треугольников
Доказать:
Доказательство: для доказательства этого признака воспользуемся признаком равенства треугольников, который мы сформулировали и доказали на прошлом уроке, а именно: если у треугольников равны две стороны и больший угол, то такие треугольники являются равными. Действительно, по условию у нас есть две равных стороны. Кроме того, по свойству прямоугольных треугольников: . Осталось доказать, что прямой угол является наибольшим в треугольнике. Предположим, что это не так, значит, должен быть ещё хотя бы один угол, который больше . Но тогда сумма углов треугольника уже будет больше . Но это невозможно, значит, такого угла в треугольнике быть не может. Значит, прямой угол является наибольшим в прямоугольным треугольнике. А значит, можно воспользоваться сформулированным выше признаком, и получить: .
Сформулируем теперь ещё одно свойство, характерное только для прямоугольных треугольников.
Свойство
Катет, лежащий против угла в , в 2 раза меньше гипотенузы (Рис. 6).
Дано:
Рис. 6.
Доказать: AB
Доказательство: выполним дополнительное построение: продлим прямую за точку на отрезок, равный . Получим точку . Так как углы и – смежные, то их сумма равна . Поскольку , то и угол .
Значит, прямоугольные треугольники (по двум катетам: – общий, – по построению) – первый признак равенства прямоугольных треугольников.
Из равенства треугольников следует равенство всех соответствующих элементов. Значит, . Откуда: . Кроме того, (из равенства всё тех же треугольников). Значит, треугольник – равнобедренный (так как у него равны углы при основании), но равнобедренный треугольник, один из углов которого равен , – равносторонний. Из этого следует, в частности, что .
Свойство катета, лежащего против угла в
Стоит отметить, что верно и обратное утверждение: если в прямоугольном треугольнике гипотенуза в два раза больше одного из катетов, то острый угол, лежащий напротив этого катета, равен .
Примечание: признак означает, что если какое-то утверждение верно, то треугольник является прямоугольным. То есть признак позволяет идентифицировать прямоугольный треугольник.
Важно не путать признак со свойством – то есть, если треугольник прямоугольный, то у него есть такие свойства… Часто признаки и свойства являются взаимно обратными, но далеко не всегда. Например, свойство равностороннего треугольника: в равностороннем треугольнике есть угол . Но это не будет признаком равностороннего треугольника, так как не любой треугольник, у которого есть угол , является равносторонним.
Можно привести и более жизненный пример: свойство слова «хлеб» – в слове «хлеб» 4 буквы. Но наличие 4 букв не является признаком слова «хлеб», так как существует множество слов из 4 букв.
Признак прямоугольного треугольника (медиана равна половине стороны, к которой проведена)
Признак прямоугольного треугольника:
Если в треугольнике медиана равна половине стороны, к которой она проведена, то данный треугольник является прямоугольным, причём медиана проведена из вершины прямого угла.
Примечание: медиана – линия, соединяющая вершину треугольника с серединой противоположной стороны (Рис. 7).
Дано:
Рис. 7.
Доказать:
Доказательство: поскольку , то – равнобедренные. Значит, углы при основаниях каждого из этих треугольников равны. То есть, , . Тогда сумма углов треугольника равна Значит, . Но: .
Теорема Пифагора: .
Решение прямоугольного треугольника:
;
;
.
Теоремы:
- Высота, проведенная из вершины прямого угла, равна среднему геометрическому проекций катетов на гипотенузу: .
- Высота в прямоугольном треугольнике, проведенная из вершины прямого угла, делит его на два подобных и подобных исходному треугольнику. Для любых сходственных элементов (медиана, биссектриса, радиусы вписанной и описанной окружностей и т. п.) исходного и полученных треугольников справедливо соотношение .
- Длина высоты, проведенной из вершины прямого угла, равна отношению произведения длин катетов и гипотенузы: .
- Медиана, проведенная из вершины прямого угла, равна половине гипотенузы. Ее основание является центром описанной около прямоугольного треугольника окружности. Радиус описанной окружности равен этой медиане и равен половине гипотенузы: .
- Радиус вписанной окружности равен половине суммы катетов, уменьшенной на гипотенузы:
Источник
Прямоугольный треугольник выделяется на фоне остальных треугольников. Прямой угол наделяет его целым рядом специфических свойств. Разберемся, какими именно свойствами обладает прямоугольный треугольник и почему.
Что такое прямоугольный треугольник?
Прямоугольный треугольник – это треугольник, содержащий прямой угол.
Сторона, лежащая напротив прямого угла, зовется гипотенузой, две другие стороны всегда называются катетами.
Каждый катет всегда меньше гипотенузы и при этом сумма катетов всегда больше гипотенузы. Это следует из теоремы о неравенстве в треугольнике.
Свойства
Свойства не имеют нумерации. Нельзя сказать, что катет меньше гипотенузы по свойству 1 или 2. Говорят просто, что катет меньше гипотенузы по свойству прямоугольного треугольника.
Перечислим и докажем свойства прямоугольного треугольника:
- Квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов. Это не совсем свойство, это теорема Пифагора, но некоторые учебники геометрии упорно продолжают называть его свойством. С другой стороны теорема работает только для прямоугольных треугольников, поэтому в какой-то мере можно считать её свойством. Но в решении всегда пишут «по теореме Пифагора»
Рис. 1. Прямоугольный треугольник.
- Окружность, описанная вокруг прямоугольного треугольника, имеет центр в середине гипотенузы. Это свойство доказать очень просто. Центр описанной окружности – это точка пересечения серединных перпендикуляров. Серединные перпендикуляры от катетов всегда будут пересекаться в середине гипотенузы. Потому отрезок, который выходит из середины катета, параллельно другому катету – это средняя линия, соединяющая катет и гипотенузу. Вот и все доказательство.
- В прямоугольном треугольнике, медиана, проведенная к гипотенузе, равняется половине гипотенузы.
Докажем это свойство. В прямоугольном треугольнике АВС проведем медиану ВР. Проведем прямую ВМ, проходящую через точку Р так, что ВР=РМ. Тогда два треугольника: АМР и ВРС – будут равны по двум сторонам и углу между ними. АР=РС – потому что Р – это конец медианы, а медиана соединяет вершину и середину противолежащей стороны. То есть, Р – это середина АС. ВР = РМ по построению, а угол АРМ равен углу ВРС как вертикальные углы. Раз треугольники равны, значит, равны и соответственные элементы и ВР=АР, а значит ВР=АР=РС.
Рис. 2. Рисунок к задаче.
- В прямоугольном треугольнике сумма острых углов равна 90 градусов. В любом треугольнике сумма углов равна 180 градусам. В прямоугольном треугольнике один из углов всегда известен – прямой. Значит можно привести следующую формулу для доказательства этого свойства прямоугольного треугольника: 180-90=90.
Из этого утверждения так же вытекает факт того, что существование тупоугольного прямоугольного треугольника невозможно.
Рис. 3. Сумма углов треугольника.
Что мы узнали?
Из статьи мы узнали об основных свойствах прямоугольного треугольника, применяемых в решении задач, и привели доказательства каждому из них. Мы узнали о том, что тупоугольного прямоугольного треугольника не существует и доказали это при помощи формулы.
Тест по теме
Доска почёта
Чтобы попасть сюда – пройдите тест.
-
Константин Никитич
10/10
Оценка статьи
Средняя оценка: 4.4. Всего получено оценок: 165.
Источник
Геометрия
7 класс
Урок № 25
Прямоугольные треугольники
Перечень рассматриваемых вопросов:
- Виды треугольников.
- Прямоугольный треугольник.
- Свойства прямоугольного треугольника.
- Признаки равенства прямоугольных треугольников.
Тезаурус:
Остроугольный треугольник – треугольник, у которого все углы острые.
Тупоугольный треугольник – треугольник, у которого два угла острые, а третий – тупой.
Прямоугольный треугольник – треугольник, у которого один угол – прямой, т.е. равный 90°. Сторона прямоугольного треугольника, лежащая напротив прямого угла, называется гипотенузой, а две другие стороны – катетами.
Внешним углом треугольника называется угол, смежный любому углу треугольника. Его градусная мера равна сумме двух углов треугольника, не смежных с ним.
Основная литература:
- Атанасян Л. С. Геометрия: 7–9 класс. // Атанасян Л. С., Бутузов В. Ф., Кадомцев С. Б. – М.: Просвещение, 2017. – 384 с.
Дополнительная литература:
- Атанасян Л. С. Геометрия: Методические рекомендации 7 класс. // Атанасян Л. С., Бутузов В. Ф., Глазков Ю. А. и др. – М.: Просвещение, 2019. – 95 с.
- Зив Б. Г. Геометрия: Дидактические материалы 7 класс. // Зив Б. Г., Мейлер В. М. – М.: Просвещение, 2019. – 127 с.
- Мищенко Т. М. Дидактические материалы и методические рекомендации для учителя по геометрии 7 класс. // Мищенко Т. М., – М.: Просвещение, 2019. – 160 с.
- Атанасян Л. С. Геометрия: Рабочая тетрадь 7 класс. // Атанасян Л. С., Бутузов В. Ф., Глазков Ю. А., Юдина И. И. – М.: Просвещение, 2019. – 158 с.
- Иченская М. А. Геометрия: Самостоятельные и контрольные работы 7–9классы. // Иченская М. А. – М.: Просвещение, 2019. – 144 с.
Теоретический материал для самостоятельного изучения.
Давайте рассмотрим виды треугольников. Существуют следующие виды:
- Остроугольный треугольник – треугольник, у которого все углы острые.
- Тупоугольный треугольник – треугольник, у которого два угла острые, а третий – тупой.
- Прямоугольный треугольник – треугольник, у которого два угла острые, а один – прямой, т.е. равный 90°. Сторона прямоугольного треугольника, лежащая напротив прямого угла, называется гипотенузой, а две другие стороны – катетами.
Обратите внимание, на рисунке изображён треугольник АВС с прямым углом С, в прямоугольном треугольнике гипотенуза всегда является самой большой стороной.
Рассмотрим свойства прямоугольного треугольника:
- Сумма двух острых углов прямоугольного треугольника равна 90°.
Сумма всех углов треугольника равна 180°, прямой угол равен 900, следовательно, сумма двух острых углов прямоугольного треугольника равна 90°.
- Катет прямоугольного треугольника, лежащий напротив угла 300, равен половине гипотенузы.
Рассмотрим прямоугольный треугольник АВС, в котором ∠А – прямой, ∠В = 30° и, значит, ∠С = 60°.
Докажем, что FC = ½ BC
Достроим к треугольнику АВС равный ему треугольник ABD так, как у нас показано на рисунке. Получим треугольник ВСD, в котором ∠В = ∠D = 60°, поэтому DC = BC (по признаку равнобедренного треугольника). Но АС = ½ DC. Следовательно, АС = ½BC, что и требовалось доказать.
- Если катет прямоугольного треугольника равен половине гипотенузы, то угол, лежащий против этого катета, равен 30°.
Рассмотрим прямоугольный треугольник АВС, у которого катет АС равен половине гипотенузы ВС. Докажем, что ∠АВС = 30°.
Достроим к треугольнику АВС равный ему треугольник ABD так, как у нас показано на рисунке. Получим равносторонний треугольник BCD. Углы равностороннего треугольника равны друг другу (т.к. сумма углов треугольника равна 180°, а в равностороннем треугольнике все углы равны, следовательно, 180° : 3= 60° – каждый угол равностороннего треугольника). В частности, ∠DВС = 60°. Но ∠DВС= 2∠АВС. Следовательно, ∠АВС = 30°, что и требовалось доказать.
Признаки равенства прямоугольных треугольников.
Так как в прямоугольном треугольнике угол между двумя катетами прямой, а любые два прямых угла равны, то из первого признака равенства треугольников следует:
если катеты одного прямоугольного треугольника соответственно равны катетам другого, то такие треугольники равны.
Далее из второго признака равенства треугольников следует:
если катет и прилежащий к нему острый угол одного прямоугольного треугольника соответственно равны катету и прилежащему к нему другого, то такие треугольники равны.
Рассмотрим ещё два признака равенства прямоугольных треугольников.
Теорема. Если гипотенуза и острый угол одного прямоугольного треугольника соответственно равны гипотенузе и острому углу другого, то такие треугольники равны.
Дано: ∆АВС и ∆НМХ, ∠С = ∠Х = 90°, АВ = НМ, ∠А = ∠Н.
Доказать: ∆АВС и ∆НМХ
Доказательство. Из первого свойства прямоугольных треугольников мы можем сделать вывод, что в таких треугольниках два других острых угла также равны, поэтому треугольники равны по второму признаку равенства треугольников (по стороне и двум прилежащим к ней углам). Теорема доказана.
Разбор заданий тренировочного модуля.
№ 1.Найдите острые углы прямоугольного равнобедренного треугольника.
Объяснение. Мы знаем, что сумма двух острых углов в прямоугольном треугольнике равна 90°, а в равнобедренном треугольнике углы при основании равны, следовательно, можно вычислить градусную меру острого угла прямоугольного равнобедренного треугольника: 90° : 2= 45°.
Ответ: острый угол прямоугольного равнобедренного треугольника равен 45°.
№ 2.Опираясь на рисунок, укажите, по какому признаку равны треугольники.
Варианты ответов:
- по катету и прилежащему к нему острому углу;
- по гипотенузе и прилежащему к ней острому углу;
- по катету и прямому углу;
- двум катетам.
Объяснение. На рисунке указано равенство катетов МС и ВС, углы МСН и ВСА вертикальны, значит, они равны. Следовательно, треугольники АВС и НСМ равны по катету и прилежащему к нему острому углу, подходит ответ 1.
Ответ: 1. по катету и прилежащему к нему острому углу.
Источник