定理 24.1.1 · 用底和高求面积
底为 、高为 的三角形,面积是
高是从顶点向底边所在直线作的垂线段。
求出任意三角形的面积,认识特殊直角三角形,并学会运用勾股定理和角平分线。
在本节中,你将能够 用底和高、用三边,或者用内切圆、外接圆求出三角形的面积。
抓住三角形顶上的角,保持高度不变,把它往旁边滑。三角形歪了,也被拉长了。它变大了吗?试试看!
三角形的面积是底乘高的一半。高是从顶角竖直向下到底边所在直线的距离。让顶角沿着一条和底边平行的直线滑动, 高保持不变,所以面积也保持不变。
知道三条边,却不知道高?用海伦公式。知道三角形里面那个圆(内切圆)或外面那个圆(外接圆)的半径? 这两种情况也各有公式。
底为 、高为 的三角形,面积是
高是从顶点向底边所在直线作的垂线段。
三边为 、半周长为 的三角形,面积是
半周长就是周长的一半:。
三角形的内切圆半径是三角形内切圆的半径。
三角形的内心是三条角平分线的交点。这个点也是内切圆的圆心,它到三条边的距离都相等。
内切圆半径为 (即三角形内切圆的半径)、半周长为 的三角形,面积是:
如果你知道三角形的面积和半周长,就可以用这个内切圆半径公式求出三角形的内切圆半径:。
为什么面积是 ?把内心和三个顶点连起来。这样就把三角形分成了三个小三角形。每个小三角形都以大三角形的一条边为底,高都是 。所以面积是 。
直角三角形的内切圆半径 :
其中 和 是三角形的两条直角边, 是斜边。
三角形的外接圆半径是经过三角形三个顶点的那个圆(外接圆)的半径。
三角形的外心是三条边的垂直平分线(平分一条线段并且和它垂直的直线)的交点。这个点也是外接圆的圆心,它到三个顶点的距离都相等。
外接圆半径为 (即三角形外接圆的半径)、三边为 的三角形,面积是
和内切圆半径的情况类似,如果你知道三角形的三条边,就可以先用海伦公式求出面积,再轻松算出外接圆半径:。
图中的十二边形画在 的方格纸上。这个图形的面积是多少 ?
下面四个全等的大正方形,每个都被分成若干个全等的三角形或长方形,并且有一部分被加粗。被加粗的部分占总面积的百分之几?
顶点为 、、 的三角形画在 的方格上。这个三角形覆盖了方格的几分之几?
由直线 、 和 围成的三角形,面积是多少?
三角形地块 ACD 位于 Aspen 路、Brown 路和一条铁路之间。Main 街东西走向,铁路南北走向。图中的数字表示距离,单位是英里。铁轨的宽度忽略不计。地块 ACD 的面积是多少平方英里?
在正方形 中,,。 的面积与正方形 的面积之比是多少?
图中 方格里涂阴影的风车,面积是多少?
一个圆内切于边长为 6、8 和 10 的三角形,这个圆的半径是多少?
在本节中,你将能够 运用等边三角形、45°-45°-90° 三角形、30°-60°-90° 三角形和 13-14-15 三角形的边长比。
有些三角形在一场又一场比赛里反复出现。把它们的边长比记得滚瓜烂熟,就能省掉好几页的计算。来认识这四位“贵宾”三角形吧!
你看:30°-60°-90° 三角形恰好是等边三角形的一半,所以它的斜边是短直角边的 2 倍。45°-45°-90° 三角形是正方形的一半,所以它的斜边就是正方形的对角线。
13-14-15 三角形是两个直角三角形沿着长为 12 的高拼在一起得到的。
如果等边三角形的边长是 :
这可以直接由 三角形得到。
如果 45°-45°-90° 三角形的直角边长是 :
如果 30°-60°-90° 三角形的短直角边长是 :
如果三角形的三条边是 13、14 和 15,它可以分成两个直角三角形,边长分别是: 和 。
这个三角形的面积
如图,一个单位正方形里放着四个互不重叠的全等等边三角形。其中一个三角形的边长最大可能是多少?
在本节中,你将能够 用 a² + b² = c² 求出直角三角形缺少的边,并快速认出勾股数。
四个一模一样的直角三角形放在一个大正方形里。把它们挪来挪去,空白部分的形状变了,大小却没变。就这一张图, 证明了几何里最有名的定理。
在直角三角形中,斜边上的正方形面积等于两条直角边上的正方形面积之和。把常见的勾股数背下来。 它们能让你不用开平方,而且竞赛题特别喜欢用它们。
直角边为 和 、斜边为 的直角三角形满足下面的关系:
重要的勾股数
· · · · ·
把一组勾股数中的每个数都乘以同一个数,得到的仍然是一组勾股数。例如,下面这些都是勾股数: · · · · 。
在直角三角形 中, 是直角,设 是从 向 作垂线的垂足。下面这几个三角形相似:
斜边上的高的长度:。
还要注意:
长方形 和直角三角形 的面积相等。如图,它们拼成一个梯形。 是多少?
在下图中,在 上取点 ,使 和 的周长相等。 的面积是多少?
在下图所示的凹四边形 中, 是直角,,,,。四边形 的面积是多少?
在本节中,你将能够 运用塞瓦线、中线和重心,并利用直角三角形斜边上的中线解题。
你能把一块硬纸板三角形放在铅笔尖上保持平衡吗?只有一个点能做到。它就是三条中线的交点!
中线把一个顶点和对边的中点连起来。三条中线交于重心。重心在每条中线上,到顶点的距离是整条中线的三分之二。
在直角三角形中,斜边的中点到三个顶点的距离都相等。
塞瓦线是从三角形的任意一个顶点连到对边上任意一点的线段。中线和角平分线都是塞瓦线的特殊情况。
中线是连接一个顶点和对边中点的线段。
在三角形中,三条中线的交点叫作重心。
三角形的重心在中线上,从顶点走向对边中点,走到全程的 处就是重心。
在直角三角形 中,设从点 出发的中线与 交于点 。那么
其实,在直角三角形中, 是外接圆的直径,而 、 和 都是外接圆的半径。
在直角三角形 中,,,,点 在 上,且 。 的长可以写成 的形式,其中 和 是互质的正整数。求 。
在本节中,你将能够 用角平分线定理,把对边按另外两边之比分开。
把 A 处的角正好平分成两半,让这条分割线和对边交于 D。A 旁边较长的那条边分到较长的一段。可是长多少呢?
角平分线把对边分成两段,这两段之比等于夹这个角的两边之比。想了解更多?观看 More on the Angle Bisector Theorem(角平分线定理进阶,英文视频)。
如果直线 平分角 ,那么
在 中, 的两条三等分线中离 较近(离 较远)的那条与 交于 。已知 是面积为 1 的等边三角形,求 的面积。
是等边三角形,所以 。 是离 较近的三等分线,所以 占三等份中的两份。 是多少度?
直角三角形 中,,,。点 在 的角平分线上,并且 与 平行。求 的长。
在本节中,你将能够 在竞赛题中综合运用面积、勾股定理和面积比。
再来一道 AMC 8 的挑战题!你需要用到面积比:高相同的三角形,面积之比等于底之比。每道题都有三条提示,卡住时可以看看。
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在三角形 中,点 把边 分成 。设 是 的中点, 是直线 与直线 的交点。已知 的面积是 , 的面积是多少?