等腰直角三角形

等腰直角三角形

特殊的三角形
等腰直角三角形是一種特殊的三角形,具有所有三角形的性質:穩定性,兩直角邊相等直角邊夾亦直角銳角45,斜邊上中線角平分線垂線三線合一,等腰直角三角形斜邊上的高為外接圓的半徑R,那麼設内切圓的半徑r為1,則外接圓的半徑R就為(根号2加1),所以r:R=1:(根号2加1)。等腰直角三角形中的四條特殊的線段:角平分線,中線,高,中位線。
    中文名:等腰直角三角形 外文名: 别名: 寫 作:等腰Rt△ 邊的個數:3 内角的個數:3 三内角的度數:90°、45°、45° 三内角和度數:180°

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)

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