Треугольник

Математика: подготовка к ОГЭ и ЕГЭ. Планиметрия. Треугольники и их свойства // Timetostudy Сourses [39:59]

Треугольник (изредка, тригон), в евклидовой геометрии — (плоская) геометрическая фигура, состоящая из трех точек, не лежащих на одной прямой, и трех отрезков (как правил, прямых линий), которые их соединяют.

Треугольник с вершинами A, B, и C обозначается ABC. Треугольник является многоугольником и 2-симплексом. В евклидовой геометрии треугольник однозначно задает плоскость. Все треугольники двумерные.

Основные сведения о треугольниках были приведены Евклидом в его труде «Начала», написанном около 300 г. до н. э.

Типы треугольников

Треугольники можно классифицировать в зависимости от относительной длины его сторон:

• Разносторонний треугольник имеет стороны разной длины. Внутренние углы разностороннего треугольника разные.
• В равнобедренном треугольнике две стороны имеют одинаковую длину, третья сторона при этом называется основой треугольника. Равнобедренный треугольник имеет два одинаковых угла, которые находятся при его основе.
• В равностороннем треугольнике все стороны имеют одинаковую длину. Все углы равностороннего треугольника также одинаковы и равны 60°. Равносторонний треугольник называют правильным. Является частным случаем равнобедренного треугольника.

• 

  Равносторонний

• 

  Равнобедренный

• 

  Разносторонний

Также треугольники можно классифицировать в соответствии с их внутренними углами:

• Прямоугольный треугольник имеет один внутренний угол равный 90° (прямой угол). Сторона, противоположная прямому углу, называется гипотенуза. Другие две стороны называются катетами прямоугольного треугольника.
• Тупоугольный треугольник имеет один внутренний угол больше 90°.
• В остроугольном треугольнике все углы меньше 90°. Равносторонний треугольник является остроугольным, но не все остроугольные треугольники равносторонние.

• 

  Прямоугольный

• 

  Тупоугольный

• 

  Остроугольный

• Треугольник Рёло — это выпуклый криволинейный треугольник, получаемый при пересечении трёх окружностей одного радиуса с центрами в вершинах правильного треугольника со стороной равной радиусу.

• 

  Треугольник Рёло

Точки и линии, связанные с треугольником

Есть сотни различных построений для определения особых точек внутри треугольника, которые удовлетворяют некоторым уникальным условиям. Часто необходимо построить три прямые, связанные аналогично с тремя сторонами (вершинами, углами) треугольника и тогда убедиться, что они пересекаются в одной точке. Важным инструментом для проверки этого является теорема Чевы, которая дает критерии для определения конкурентности прямых. Подобно этому, линии, связанные с треугольником часто строятся после проверки, три аналогичным образом полученные точки является коллинеарными — теорема Менелая дает для этого случая общий критерий. В этом разделе приведены только такие построения, которые наиболее часто встречаются.

Центр описанной окружности.

Срединный перпендикуляр треугольника — это перпендикуляр, который проходит посередине стороны треугольника. Три срединных перпендикуляра пересекаются в одной точке, которая является центром описанной окружности. Диаметр описанной окружности можно определить из теоремы синусов.

Исходя из теоремы Фалеса, можно утверждать, что если центр описанной окружности расположен на одной из сторон треугольника, тогда противоположный угол прямой. Более того, если центр описанной окружности находится внутри треугольника, то треугольник остроугольный, а если наружу, то треугольник тупоугольный.

Три высоты треугольника пересекаются в ортоцентре.

Высота треугольника — прямая, проведенная из вершины и перпендикулярная к противоположной стороне или к продолжению противоположной стороны. Эта сторона называется основанием треугольника. Точка пересечения стороны и перпендикуляра называется основой перпендикуляра. Длина высоты — это расстояние от вершины к основанию треугольника. Три высоты пересекаются в одной точке, которая называется ортоцентром треугольника. Ортоцентр лежит внутри треугольника (и соответственно все основания перпендикуляров лежат в треугольнике) тогда и только тогда, когда треугольник не тупоугольный.

На пересечении двух биссектрис треугольника находится центр вписанной окружности.

Биссектриса треугольника — это прямая, проведенная через вершину, которая делит соответствующий угол на две равные части. Три биссектрисы пересекаются в одной точке, инцентре, центре вписанной в треугольник окружности. Вписанная окружность — это круг, который лежит внутри треугольника и примыкает к трем его сторонам. Кроме того, есть еще три важных круга, внешние вписанные; они лежат за пределами треугольника и соприкасаются с одной его стороной, а также к продолжению других двух. Центры внутреннего и внешних вписанных кругов образуют ортоцентрическую систему.

Барицентр — центр масс треугольника.

Медиана треугольника — это прямая, проведенная через вершину и середину противоположной стороны и делящая треугольник на две одинаковых площади. Три медианы пересекаются в одной точке, которая называется центроидом треугольника. Эта точка также центр масс треугольника: если бы треугольник был сделан из дерева, то можно было бы держать равновесие держась за центроид. Центроид делит каждую медиану в соотношении 2:1, например расстояние между вершиной и центроидом вдвое больше, чем между центроидом и противоположной стороной.

Окружность девяти точек.

Средние точки трех сторон и основы трех высот лежат на одном круге, который называется кругом девяти точек треугольника. Остальные три точки, из-за которых круг получил свое название, это середины той части высоты, лежащей между ортоцентром и вершиной. Радиус окружности девяти точек равен половине описанной окружности. Она соприкасается со вписанной окружностью (в точке Фейербаха) и с тремя внешними вписанными кругами.

Основные факты

Вершины треугольника обычно обозначают большими латинскими буквами A, B, C, углы при соответствующих вершинах греческими буквами α, β, γ, а длины противоположных сторон — маленькими латинскими буквами a, b, c.

Сумма внутренних углов треугольника — 180 градусов. Внешний угол треугольника (угол смежный к внутреннему углу) всегда равен сумме двух других внутренних углов треугольника. Как и у всех выпуклых многогранниках сумма внешних углов треугольника 360 градусов.

$\alpha +\beta +\gamma \ =180^{\circ }$

Сумма длин двух любых сторон треугольника всегда превышает длину третьей стороны. Это неравенство треугольника или аксиома треугольника (в частном случае равенства два угла уменьшаются до нуля и треугольник вырождается в отрезок).

Вычисление площади треугольника

• Площадь треугольника
• Площадь равностороннего треугольника
• Площадь равнобедренного треугольника
• Площадь прямоугольного треугольника
• Площадь треугольника Рёло

См. также

• Треугольник — название созвездия.

• Треугольник Рёло
• Треугольник качества
• Треугольники гиперболической плоскости положительной кривизны

• Всевидящее око
• Неравенство треугольника
• Решение треугольников
• Тригонометрические функции