關系
等腰直角三角形的邊角之間的關系 :
(1)三角形三内角和等于180°;
(2)三角形的一個外角等于和它不相鄰的兩個内角之和;
(3)三角形的一個外角大于任何一個和它不相鄰的内角;
4)三角形兩邊之和大于第三邊,兩邊之差小于第三邊;
(5)在同一個三角形内,大邊對大角,大角對大邊.
等腰直角三角形中
四條特殊的線段:角平分線,中線,高,中位線.
(1)三角形的角平分線的交點叫做三角形的内心,它是三角形内切圓的圓心,它到各邊的距離相等.
(三角形的外接圓圓心,即外心,是三角形三邊的垂直平分線的交點,它到三個頂點的距離相等).
(2)三角形的三條中線的交點叫三角形的重心,它到每個頂點的距離等于它到對邊中點的距離的2倍。
(3)三角形的三條高的交點叫做三角形的垂心。
(4)三角形的中位線平行于第三邊且等于第三邊的二分之一。
注意!
①三角形的内心、重心都在三角形的内部 .
②鈍角三角形垂心、外心在三角形外部。
③直角三角形垂心、外心在三角形的邊上。(直角三角形的垂心為直角頂點,外心為斜邊中點。)
④銳角三角形垂心、外心在三角形内部。
線段
中線:頂點與對邊中點的連線,平分三角形。
高:頂點到對邊垂足的連線。
角平分線;頂點到兩邊距離相等的點所構成的直線。
中位線:任意兩邊中點的連線。
性質
等邊三角形的性質:(具有等腰三角形的所有性質,結合定義更特殊)
1)等邊三角形的内角都相等,且為60度 。
2)等邊三角形每條邊上的中線、高線和所對角的平分線互相重合(三線合一) 。
3)等邊三角形是軸對稱圖形,它有三條對稱軸,對稱軸是每條邊上的中線、高線或所對角的平分線所在直線 。
等邊三角形的判定:(首先考慮判斷三角形是等腰三角形)
(1)三邊相等的三角形是等邊三角形(定義)
2)三個内角都相等的三角形是等邊三角形
3)有一個角是60度的等腰三角形是等邊三角形
理解等邊三角形的性質與判定。
首先明确等邊三角形定義。三邊相等的三角形叫做等邊三角形,也稱正三角形。
其次明确等邊三角形與等腰三角形的關系。等邊三角形是特殊的等腰三角形,等腰三角形不一定是等邊三角形。
推論1:三個角都相等的三角形是等邊三角形
推論2:有一個角等于60°的等腰三角形是等邊三角形
等邊三角形重心、内心 、外心、垂心重合,稱為等邊三角形的中心。
等邊三角形的中心、内心和垂心重合于一點。(三心合一)
等邊三角形的每條邊上的中線、高或對角平分線重合。(三線合一)
等邊三角形的複數性質
A,B,C三點的複數構成正三角形
等價于 A+wB+wwC=0
其中
w=cos(2π/3)+isin(2π/3)
1+w+ww=0
生活中的三角形物品
雨傘、帽子、彩旗、燈罩、風帆、小亭子、雪山、樓頂、切成三角形的西瓜、火炬冰淇淋、熱帶魚的邊緣線、蝴蝶翅膀、火箭、竹筍、寶塔、金字塔、三角内褲、機器上用的三角鐵、某些路标、長江三角洲、斜拉橋等。
解三角形
在三角形ABC中,角A,B,C的對邊分别為a,b,c. 則有
(1)正弦定理
a/SinA=b/SinB= c/SinC=2r (外接圓半徑為r)
(2)餘弦定理。
a^2=b^2+c^2-2bc*CosA cosA=c^2+b^2-a^2/2cb
b^2=a^2+c^2-2ac*CosB cosB=a^2+c^2-b^2/2ac
c^2=a^2+b^2-2ab*CosC cosC=a^2+b^2-c^2/2ab
勾股定理
在Rt三角形ABC中,〈A=90度,則
AB·AB+AC·AC=BC·BC
A>90度,則
AB·AB+AC·AC>BC·BC
三角形相關定理
重心定理
三角形的三條中線交于一點,這點到頂點的距離是它到對邊中點距離的2倍.
上述交點叫做三角形的重心.
外心定理
三角形的三邊的垂直平分線交于一點.
這點叫做三角形的外心.
垂心定理
三角形的三條高交于一點.
這點叫做三角形的垂心.
内心定理
三角形的三内角平分線交于一點.
這點叫做三角形的内心.
旁心定理
三角形一内角平分線和另外兩頂點處的外角平分線交于一點.
這點叫做三角形的旁心.三角形有三個旁心.
三角形的重心、外心、垂心、内心、旁心稱為三角形的五心.
它們都是三角形的重要相關點.
中位線定理
三角形的中位線平行于第三邊且等于第三邊的一半.
三邊關系定理
三角形任意兩邊之和大于第三邊,任意兩邊之差小于第三邊.
三角形面積計算公式
S(面積)=a(邊長)h(高)/2---三角形面積等于一邊與這邊上的高的積的一半
梅涅勞斯定理
人物
梅涅勞斯(Menelaus)定理是由古希臘數學家梅涅勞斯首先證明的。它指出:如果一條直線與△ABC的三邊AB、BC、CA或其延長線交于F、D、E點,那麼(AF/FB)×(BD/DC)×(CE/EA)=1。
證明:
過點A作AG∥BC交DF的延長線于G,
則AF/FB=AG/BD , BD/DC=BD/DC , CE/EA=DC/AG。
三式相乘得:AF/FB×BD/DC×CE/EA=AG/BD×BD/DC×DC/AG=1
它的逆定理也成立:若有三點F、D、E分别在的邊AB、BC、CA或其延長線上,且滿足(AF/FB)×(BD/DC)×(CE/EA)=1,則F、D、E三點共線。利用這個逆定理,可以判斷三點共線。
說明
另外,有很多人會覺得書寫這個公式十分煩瑣,不看書根本記不住,下面從别人轉來一些方法幫助書寫
為了說明問題,并給大家一個深刻印象,我們假定圖中的A、B、C、D、E、F是六個旅遊景點,各景點之間有公路相連。我們乘直升機飛到這些景點的上空,然後選擇其中的任意一個景點降落。我們換乘汽車沿公路去每一個景點遊玩,最後回到出發點,直升機就停在那裡等待我們回去。
我們不必考慮怎樣走路程最短,隻要求必須“遊曆”了所有的景點。隻“路過”而不停留觀賞的景點,不能算是“遊曆”。
例如直升機降落在A點,我們從A點出發,“遊曆”了其它五個字母所代表的景點後,最終還要回到出發點A。
另外還有一個要求,就是同一直線上的三個景點,必須連續遊過之後,才能變更到其它直線上的景點。
從A點出發的旅遊方案共有四種,下面逐一說明:
方案 ① ——從A經過B(不停留)到F(停留),再返回B(停留),再到D(停留),之後經過B(不停留)到C(停留),再到E(停留),最後從E經過C(不停留)回到出發點A。
按照這個方案,可以寫出關系式:
(AF:FB)*(BD:DC)*(CE:EA)=1。
現在,您知道應該怎樣寫“梅涅勞斯定理”的公式了吧。
從A點出發的旅遊方案還有:
方案 ② ——可以簡記為:A→B→F→D→E→C→A,由此可寫出以下公式:
(AB:BF)*(FD:DE)*(EC:CA)=1。從A出發還可以向“C”方向走,于是有:
方案 ③ —— A→C→E→D→F→B→A,由此可寫出公式:
(AC:CE)*(ED:DF)*(FB:BA)=1。 從A出發還有最後一個方案:
方案 ④ —— A→E→C→D→B→F→A,由此寫出公式:
(AE:EC)*(CD:DB)*(BF:FA)=1。
我們的直升機還可以選擇在B、C、D、E、F任一點降落,因此就有了圖中的另外一些公式。
值得注意的是,有些公式中包含了四項因式,而不是“梅涅勞斯定理”中的三項。當直升機降落在B點時,就會有四項因式。而在C點和F點,既會有三項的公式,也會有四項的公式。公式為四項時,有的景點會遊覽了兩次。
不知道梅涅勞斯當年是否也是這樣想的,隻是列出了一兩個典型的公式給我們看看。
現在是否可以說,我們對梅涅勞斯定理有了更深刻的了解呢。那些複雜的相除相乘的關系式,不會再寫錯或是記不住吧。
面積公式
S=(1/2)*底*高
S=(1/2)*a*b*sinC (C為a,b的夾角)
S=底*高/2
底X高除2 二分之一的 (兩邊的長度X夾角的正弦)
s=1/2的周長*内切圓半徑
兩邊之和大于第三邊,兩邊之差小于第三邊
大角對大邊
周長c=三邊之和a+b+c
面積
s=1/2ah(底*高/2)
s=1/2absinC(兩邊與夾角正弦乘積的一半)
s=1/2acsinB
s=1/2bcsinA
s=根号下:p(p-a)(p-b)(p-c) 其中p=1/2(a+b+c)
這個公式叫海倫公式
正弦定理:
sinA/a=sinB/b=sinc/C
餘弦定理:
a^2=b^2+c^2-2bc cosA
b^2=a^2+c^2-2ac cosB
c^2=a^2+b^2-2ab cosA
三角形2條邊向加大于第三邊.
三角形面積=底*高/2
三角形内角和=180度
求面積嗎 (上底+下底)×高÷2
三角形面積=底*高/2
三角形面積公式:
底*高/2
三角形的内角和是180度
證明方法
證法1
作四個全等的直角三角形,設它們的兩條直角邊長分别為a、b ,斜邊長為c. 把它們拼成如圖那樣的一個多邊形,使D、E、F在一條直線上. 過點C作AC的延長線交DF于點P.
∵ D、E、F在一條直線上, 且RtΔGEF ≌ RtΔEBD,
∴ ∠EGF = ∠BED,
∵ ∠EGF + ∠GEF = 90°,
∴ ∠BED + ∠GEF = 90°,
∴ ∠BEG =180°―90°= 90°
又∵ AB = BE = EG = GA = c,
∴ ABEG是一個邊長為c的正方形.
∴ ∠ABC + ∠CBE = 90°
∵ RtΔABC ≌ RtΔEBD,
∴ ∠ABC = ∠EBD.
∴ ∠EBD + ∠CBE = 90°
即 ∠CBD= 90°
又∵ ∠BDE = 90°,∠BCP = 90°,
BC = BD = a.
∴ BDPC是一個邊長為a的正方形. 同理,HPFG是一個邊長為b的正方形.
設多邊形GHCBE的面積為S,則
a^2+b^2=c^2
證法2
作兩個全等的直角三角形,設它們的兩條直角邊長分别為a、b(b>a) ,斜邊長為c. 再做一個邊長為c的正方形. 把它們拼成如圖所示的多邊形,使E、A、C三點在一條直線上.
過點Q作QP∥BC,交AC于點P.
過點B作BM⊥PQ,垂足為M;再過點
F作FN⊥PQ,垂足為N.
∵ ∠BCA = 90°,QP∥BC,
∴ ∠MPC = 90°,
∵ BM⊥PQ,
∴ ∠BMP = 90°,
∴ BCPM是一個矩形,即∠MBC = 90°.
∵ ∠QBM + ∠MBA = ∠QBA = 90°,
∠ABC + ∠MBA = ∠MBC = 90°,
∴ ∠QBM = ∠ABC,
又∵ ∠BMP = 90°,∠BCA = 90°,BQ = BA = c,
∴ RtΔBMQ ≌ RtΔBCA.
同理可證RtΔQNF ≌ RtΔAEF.即a^2+b^2=c^2
證法3
作兩個全等的直角三角形,設它們的兩條直角邊長分别為a、b(b>a) ,斜邊長為c. 再作一個邊長為c的正方形. 把它們拼成如圖所示的多邊形.
分别以CF,AE為邊長做正方形FCJI和AEIG,
∵EF=DF-DE=b-a,EI=b,
∴FI=a,
∴G,I,J在同一直線上,
∵CJ=CF=a,CB=CD=c,
∠CJB = ∠CFD = 90°,
∴RtΔCJB ≌ RtΔCFD ,
同理,RtΔABG ≌ RtΔADE,
∴RtΔCJB ≌ RtΔCFD ≌ RtΔABG ≌ RtΔADE
∴∠ABG = ∠BCJ,
∵∠BCJ +∠CBJ= 90°,
∴∠ABG +∠CBJ= 90°,
∵∠ABC= 90°,
∴G,B,I,J在同一直線上,
a^2+b^2=c^2
證法4
作三個邊長分别為a、b、c的三角形,把它們拼成如圖所示形狀,使H、C、B三點在一條直線上,連結
BF、CD. 過C作CL⊥DE,
交AB于點M,交DE于點L.
∵ AF = AC,AB = AD,
∠FAB = ∠GAD,
∴ ΔFAB ≌ ΔGAD,
∵ ΔFAB的面積等于,
ΔGAD的面積等于矩形ADLM
的面積的一半,
∴ 矩形ADLM的面積 =.
同理可證,矩形MLEB的面積 =.
∵ 正方形ADEB的面積
= 矩形ADLM的面積 + 矩形MLEB的面積
∴ 即a^2+b^2=c^2
證法5(歐幾裡得的證法)
《幾何原本》中的證明
在歐幾裡得的《幾何原本》一書中提出勾股定理由以下證明後可成立。 設△ABC為一直角三角形,其中A為直角。從A點劃一直線至對邊,使其垂直于對邊上的正方形。此線把對邊上的正方形一分為二,其面積分别與其餘兩個正方形相等。
在正式的證明中,我們需要四個輔助定理如下:
如果兩個三角形有兩組對應邊和這兩組邊所夾的角相等,則兩三角形全等。(SAS定理) 三角形面積是任一同底同高之平行四邊形面積的一半。 任意一個正方形的面積等于其二邊長的乘積。 任意一個四方形的面積等于其二邊長的乘積(據輔助定理3)。 證明的概念為:把上方的兩個正方形轉換成兩個同等面積的平行四邊形,再旋轉并轉換成下方的兩個同等面積的長方形。
其證明如下:
設△ABC為一直角三角形,其直角為CAB。 其邊為BC、AB、和CA,依序繪成四方形CBDE、BAGF和ACIH。 畫出過點A之BD、CE的平行線。此線将分别與BC和DE直角相交于K、L。 分别連接CF、AD,形成兩個三角形BCF、BDA。 ∠CAB和∠BAG都是直角,因此C、A 和 G 都是線性對
應的,同理可證B、A和H。 ∠CBD和∠FBA皆為直角,所以∠ABD等于∠FBC。 因為 AB 和 BD 分别等于 FB 和 BC,所以△ABD
必須相等于△FBC。 因為 A 與 K 和 L是線性對應的,所以四方形 BDLK 必須二倍面積于△ABD。
因為C、A和G有共同線性,所以正方形BAGF必須二倍面積于△FBC。 因此四邊形BDLK
必須有相同的面積 BAGF = AB^2。 同理可證,四邊形 CKLE 必須有相同的面積 ACIH = AC^2。 把這兩個結果相加,
AB^2+ AC^2; = BD×BK + KL×KC 。由于BD=KL,BD×BK + KL×KC = BD(BK + KC) = BD×BC
由于CBDE是個正方形,因此AB^2 + AC^2= BC^2。 此證明是于歐幾裡得《幾何原本》一書第1.47節所提出的
證法6(歐幾裡德(Euclid)射影定理證法)
如圖1,Rt△ABC中,∠ABC=90°,BD是斜邊AC上的高,通過證明三角形相似則有射影定理如下:
1)(BD)^2;=AD·DC, (2)(AB)^2;=AD·AC , (3)(BC)^2;=CD·AC 。
由公式(2)+(3)得:
(AB)^2;+(BC)^2;=AD·AC+CD·AC =(AD+CD)·AC=(AC)^2;,
即 (AB)^2;+(BC)^2;=(AC)^2,這就是勾股定理的結論。
證法七(趙爽弦圖)
在這幅“勾股圓方圖”中,以弦為邊長得到正方形ABDE是由4個相等的直角三角形再加上中間的那個小正方形組成的。每個直角三角形的面積為ab/2;中間懂得小正方形邊長為b-a,則面積為(b-a)2。于是便可得如下的式子:
4×(ab/2)+(b-a)2=c2
化簡後便可得:
a2+b2=c2
亦即:
c=(a2+b2)(1/2)
勾股定理,是幾何學中一顆光彩奪目的明珠,被稱為“幾何學的基石”,而且在高等數學和其他學科中也有着極為廣泛的應用。正因為這樣,世界上幾個文明古國都已發現并且進行了廣泛深入的研究,因此有許多名稱。
我國是發現和研究勾股定理最古老的國家之一。我國古代數學家稱直角三角形為勾股形,較短的直角邊稱為勾,另一直角邊稱為股,斜邊稱為弦,所以勾股定理也稱為勾股弦定理。在公元前1000多年,據記載,商高(約公元前1120年)答周公曰“故折矩,以為句廣三,股修四,徑隅五。既方之,外半其一矩,環而共盤,得成三四五。兩矩共長二十有五,是謂積矩。”因此,勾
股定理在我國又稱“商高定理”。在公元前7至6世紀一中國學者陳子,曾經給出過任意直角三角形的三邊關系即“以日下為勾,日高為股,勾、股各乘并開方除之
得邪至日。
在法國和比利時,勾股定理又叫“驢橋定理”。還有的國家稱勾股定理為“平方定理”。
在陳子後一二百年,希臘的著名數學家畢達哥拉斯發現了這個定理,因此世界上許多國家都稱勾股定理為“畢達哥拉斯定理”。為了慶祝這一定理的發現,畢達哥拉斯學派殺了一百頭牛酬謝供奉神靈,因此這個定理又有人叫做“百牛定理”.前任美國第二十屆總統伽菲爾德證明了勾股定理(1876年4月1日)。
1.周髀算經, 文物出版社,1980年3月, 據宋代嘉定六年本影印,1-5頁。
2. 陳良佐:周髀算經勾股定理的證明與出入相補原理的關系. 刊於《漢學研究》, 1989年第7卷第1期, 255-281頁。
3. 李國偉: 論「周髀算經」“商高曰數之法出于圓方”章. 刊於《第二屆科學史研讨會彙刊》, 台灣, 1991年7月, 227-234頁。
4. 李繼闵: 商高定理辨證. 刊於《自然科學史研究》,1993年第12卷第1期,29-41頁 。
5. 曲安京: 商高、趙爽與劉徽關於勾股定理的證明. 刊於《數學傳播》20卷, 台灣, 1996年9月第3期, 20-27頁
證法8
(達芬奇的證法)達芬奇的證法
三張紙片其實是同一張紙,把它撕開重新拼湊之後,中間那個“洞”的面積前後仍然是一樣的,但是面積的表達式卻不再相同,讓這兩個形式不同的表達式相等,就能得出一個新的關系式——勾股定理,所有勾股定理的證明方法都有這麼個共同點。觀察紙片一,因為要證的是勾股定理,那麼容易知道EB⊥CF,又因為紙片的兩邊是對稱的,所以能夠知道四邊形ABOF和CDEO都是正方形。
然後需要知道的是角A'和角D'都是直角,原因嘛,可以看紙片一,連結AD,因為對稱的緣故,所以∠BAD=∠FAD=∠CDA=∠EDA=45°,那麼
很明顯,圖三中角A'和角D'都是直角。證明:第一張紙片多邊形ABCDEF的面積S1=S正方形ABOF+S正方形
CDEO+2S△BCO=OF^2+OE^2+OF·OE
第三張紙片中多邊形A'B'C'D'E'F'的面積S2=S正方形B'C'E'F'+2△C'D'E'=E'F'^2+C'D'·D'E'因為S1=S2
所以OF^2+OE^2+OF·OE=E'F'^2+C'D'·D'E'又因為C'D'=CD=OE,D'E'=AF=OF所以
OF·OE=C'D'·D'E' 則OF^2+OE^2=E'F'^2因為E'F'=EF所以OF^2+OE^2=EF^2勾股定理得證
定理
如果直角三角形兩直角邊分别為a,b,斜邊為c,那麼 a^2+b^2=c^2; 即直角三角形兩直角邊的平方和等于斜邊的平方。
如果三角形的三條邊a,b,c滿足a^2+b^2=c^2,如:一條直角邊是3,一條直角邊是4,斜邊就是3×3+4×4=X×X,X=5。那麼這個三角
形是直角三角形。(稱勾股定理的逆定理)
特殊等腰
解:首先證明面積最大的是它
輔助線:将等腰RT△ACB,任意RT△AC'B都畫出外接圓,AB為圓的直徑.(其實這樣做是為了滿足斜邊AB相等,且是RT△).再做CF⊥AB,C'F⊥AB.(藍色輔助線)
∵在半圓中,弧AB上取一點做AB垂線,可知垂線最長的就是CO(F),即圓的半徑.
∴S△=底×高÷2=CF×AB÷2.而CF所在△就是等腰RT△,所以在所有斜邊相等的RT△中,面積最大的都是等腰RT三角形.
其次解:證明周長最大的還是它
輔助線:延長BC到E,使得CE=AC.延長BC'到D,使得C'D=C'A.連接DE,AD,AE.
∵AC'⊥BDAC⊥BE.C'D=C'A,AC=CE.
∴等腰RT△ACE,等腰RT△ADC'.
∴∠AEB=∠ADB=45°
又∵AE,BD為四邊形ADEB的對角線.
∴四邊形ADEB可以内接在一個圓當中(這其實大家也可以用相似證明).
∴∠EDB=∠EAB.
∵AC垂直平分BE,且AC=CE=CB.
∴等腰RT△AEB.EA⊥AB.
∴∠EDB=∠EAB=90°
∴RT△EDB.
∵RT三角形當中斜邊恒大于直角邊.
∴EB>BD.
又∵EB=AC+CB. BD=AC'+C'B.
∴AC+CB>AC'+C'B.
因為RT△ACB周長=AB+(AC+CB).
RT△AC'B周長=AB+(AC'+C'B).
∴等腰RT△ACB周長>任意RT△AC'B周長.(斜邊相等)



















