Формула медианы и биссектрисы треугольника. Вычисление биссектрис и медиан треугольника

Если выпускник планирует сдавать ЕГЭ по математике базового уровня и при этом стремится получить конкурентные баллы, ему непременно следует научиться решать задачи, в которых требуется найти высоту треугольника. Подобные планиметрические задания из года в год встречаются в аттестационном испытании. Это означает, что справляться с задачами ЕГЭ, в которых искомой величиной является высота треугольника, должны школьники с любым уровнем подготовки.

Полезная информация

Задачи ЕГЭ, требующие найти угол между высотой и медианой или другую величину треугольника, зачастую можно решить, вспомнив основные понятия из базового школьного курса. При этом рекомендуется следовать определенному алгоритму. Вначале сделайте чертеж. Затем нанесите на него все известные данные согласно условию. После этого стоит определить все геометрические понятия (биссектриса, медиана треугольника и т. д.), которые известны и которые необходимо найти в задании ЕГЭ. Выполнив это, вспомните относящиеся к ним теоремы и отразите на чертеже все соотношения между элементами, которые из них следуют логически. Приведем пример. Если в задаче ЕГЭ встречается понятие «биссектриса угла треугольника», стоит вспомнить его определение и основные свойства, после чего найти и отразить на сделанном чертеже равные или пропорциональные отрезки и углы.

Как подготовиться к экзамену?

Задания в ЕГЭ на нахождение угла между биссектрисами треугольника, а также на вычисление вызывают у вас затруднения? Образовательный портал «Школково» поможет вам в решении этой проблемы. С нами вы сможете повторить материал по темам, которые являются для вас сложными. Наши специалисты собрали и изложили всю теоретическую информацию в максимально доступной и понятной форме.

Для каждого задания на портале вы найдете правильный ответ и описание алгоритма решения. Практиковаться можно как с простыми упражнениями, так и с более сложными. Тренироваться в решении задач на нахождение угла между биссектрисой и медианой треугольника, которые встречаются в ЕГЭ, выпускники могут в режиме онлайн, находясь в любом регионе России. Справившись в заданием, учащиеся имеют возможность сохранить его в разделе «Избранное», а затем при необходимости обсудить его с преподавателем в школе или репетитором.

Теорема о биссектрисе треугольника:
Биссектриса треугольника делит его сторону на
части, пропорциональные двум другим сторонам
А
1
В
ДС
ВД
=
АС
АВ
2
D
С
)

Для решения задач по геометрии, связанных с треугольниками, важно усвоить одну простую, но важную истину. Существует третий признак равенства треугольников («по трем сторонам»), из которого следует, что не существует двух различных треугольников с одинаковыми сторонами. Следовательно, зная длины всех сторон треугольника, можно узнать об этом треугольнике все, что нужно. В том числе длины его медиан, биссектрис и высот. Разберем более подробно, каким образом это можно сделать.

Теорема о длине высоты треугольника

Для нахождения длины высоты треугольника можно расписать его площадь двумя способами. Во-первых, используя формулу Герона, во-вторых, как половину произведения высоты на основание, к которому проведена данная высота.

здесь — полупериметр треугольника.

Из сравнения данных формул находим:

Отметим, что это лишь один из способов нахождения длины высоты треугольника по его сторонам, который удобен далеко не всегда. Существует огромное множество альтернативных способов, с которыми читатель может ознакомиться в предыдущих уроках.

Решение. Треугольник BOA на рисунке является равнобедренным, поэтому ∠ OAH = ∠ OBH = 30° (катет прямоугольного треугольника, лежащий против угла в 30°, равен половине гипотенузы). Тогда ∠ BOA и соответствующая дуга окружности, на которую он опирается, равны по 120°. Тогда дуга, на которую опирается ∠ BCA, равна 240°, а значит сам угол ∠ BCA = 120°.

Площадь треугольника ABC находим по формуле: Длину стороны AB находим по теореме косинусов для треугольника ABC , она равна . С другой стороны, площадь треугольника есть половина произведения высоты на основание, к которому данная высота проведена. Отсюда выражаем требуемую длину высоты что меньше Случай с остроугольным треугольником ABC не подходит. Проверьте самостоятельно.

Задача для самостоятельного решения №1. В остроугольном треугольнике ABC BC = a , AC = b , ∠ ACB равен α . Найти высоту CD и ∠ ABC .

Ответ:

Теорема о длине медианы треугольника

Медиана треугольника определяется через три его стороны по формуле:

где a , b , c — стороны треугольника, m a — медиана, проведенная к a . С доказательством этого утверждения интересующийся читатель может ознакомиться в видеоуроке.

Решение. Из анализа условия задачи делаем вывод, что ∠ A — тупой. Действительно, ведь сумма всех углов в треугольнике равна 180°. Находим по теореме Пифагора длину HA = 1. Далее по теореме Пифагора находим длину HM = 2. Следовательно, AM = HM — HA = 1. При этом AM = MC = 1 (т. к. BM — медиана). Итак, HC = HA + AM + MC = 3. Следовательно, по теореме Пифагора BC = . Прямой подстановкой убеждаемся в справедливости ранее полученной формулы для длины медианы треугольника.

Задача для самостоятельного решения №2. В треугольнике ABC медианы, проведенные к сторонам AC и BC , пересекаются под прямым углом. Известно, что AC = b , BC = a . Найдите длину стороны AB .

Ответ:

Теорема о длине биссектрисы треугольника

Длина биссектрисы треугольника определяется по следующей формуле: где — биссектриса, проведенная к стороне — отрезки, на которые биссектриса делит сторону прилежащую к сторонам и соответственно. С доказательством этого утверждения интересующийся читатель может ознакомиться в видеоуроке.

Решение. Найдем сперва длины отрезков CL и LA . Используем для этого свойство биссектрисы треугольника. Биссектриса треугольника разбивает противоположную сторону на отрезки, пропорциональные прилежащим сторонам. То есть CL : CB = LA : BA или CL : 4 = LA : 8. Учитывая также, что CL + LA = 9, получаем, что CL = 3, LA = 6. По доказанной ранее теореме, длину биссектрисы BL можно найти по следующей формуле: BL 2 = CB · BA — CL · LA = 4·8 — 3·6 = 14. Итак, BL =

Задача для самостоятельного решения №3. В треугольнике ABC сторона AB равна 21, биссектриса BD равна а отрезок DC равен 8. Найти периметр треугольника ABC .

Свойство медианы, которое существенно облегчит решение многих задач, заключается в следующем: если в треугольнике провести медианы из каждого угла, то все они, пересекаясь в одной точке, будет делиться в соотношении 2:1. Соотношение следует отсчитывать от вершины угла.

Медиана имеет свойство разделять все поровну. Например, любая медиана делит треугольник на два других, равных по своей площади. А если провести все три медианы, то в большом треугольнике получится 6 маленьких, также равных по площади. Такие фигуры (с одинаковой площадью) называются равновеликими.

Биссектриса

В треугольнике биссектрисой называют отрезок, который лежит на луче биссектрисы угла и соединяет вершину с противолежащей стороной. Точка пересечения со стороной делит ее на отрезки, отношение которых равно отношению прилежащих к ним сторонам.

Если в треугольник вписать окружность, то ее центр будет совпадать с точкой пересечения всех биссектрис данного треугольника. Это свойство имеет отражение и в стереометрии - там роль треугольника играет пирамида, а окружности - шар.

Высота

Если высота проведена в прямоугольном треугольнике, то, касаясь противоположной стороны, она делит весь треугольник на два других, которые в свою очередь подобны первому.

Нередко понятие перпендикуляра применяется в стереометрии, чтобы определить взаиморасположения прямых в разных плоскостях и расстояние между ними. В этом случае отрезок, выполняющий функцию перпендикуляра, должен иметь прямой угол с обеими прямыми. Тогда числовое значение данного отрезка будет показывать расстояние между двумя фигурами.