При изучении какой-либо темы школьного курса можно отобрать определенный минимум задач, овладев методами решения которых, учащиеся будут в состоянии решить любую задачу на уровне программных требований по изучаемой теме. Предлагаю рассмотреть задачи, которые позволят увидеть взаимосвязи отдельных тем школьного курса математики. Поэтому составленная система задач является эффективным средством повторения, обобщения и систематизации учебного материала в ходе подготовки учащихся к экзамену.
Для сдачи экзамена не лишними будут дополнительные сведения о некоторых элементах треугольника. Рассмотрим свойства медианы треугольника и задачи, при решении которых этими свойствами можно воспользоваться. В предложенных задачах реализуется принцип уровневой дифференциации . Все задачи условно поделены на уровни (уровень указан в скобках после каждого задания).
Вспомним некоторые свойства медианы треугольника
Свойство 1. Докажите, что медиана треугольника ABC , проведённая из вершины A , меньше полусуммы сторон AB и AC .
Доказательство
https://pandia.ru/text/80/187/images/image002_245.gif" alt="$\displaystyle {\frac{AB + AC}{2}}$" width="90" height="60">.
Свойство 2. Медиана рассекает треугольник на два равновеликих.
Доказательство
Проведем из вершины B треугольника ABC медиану BD и высоту BE..gif" alt="Площадь" width="82" height="46">
Поскольку отрезок BD является медианой, то
что и требовалось доказать.
https://pandia.ru/text/80/187/images/image008_96.gif" alt="Медиана" align="left" width="196" height="75 src=">Свойство 4. Медианы треугольника делят треугольник на 6 равновеликих треугольников.
Доказательство
Докажем, что площадь каждого из шести треугольников, на которые медианы разбивают треугольник ABC, равна площади треугольника ABC. Для этого рассмотрим, например, треугольник AOF и опустим из вершины A перпендикуляр AK на прямую BF .
В силу свойства 2,
https://pandia.ru/text/80/187/images/image013_75.gif" alt="Медиана" align="left" width="105" height="132 src=">
Свойство 6. Медиана в прямоугольном треугольнике, проведённая из вершины прямого угла, равна половине гипотенузы.
Доказательство
https://pandia.ru/text/80/187/images/image015_62.gif" alt="Медиана" width="273" height="40 src="> что и требовалось доказать.
Следствия: 1. Центр описанной около прямоугольного треугольника окружности лежит на середине гипотенузы.
2. Если в треугольнике длина медианы равна половине длины стороны, к которой она проведена, то этот треугольник – прямоугольный.
ЗАДАЧИ
При решении каждой последующей задачи используются доказанные свойства.
№1 Темы: Удвоение медианы. Сложность: 2+
Признаки и свойства параллелограмма Классы: 8,9
Условие
На продолжении медианы AM треугольника ABC за точку M отложен отрезок MD , равный AM . Докажите, что четырёхугольник ABDC - параллелограмм.
Решение
Воспользуемся одним из признаков параллелограмма. Диагонали четырёхугольника ABDC пересекаются в точке M и делятся ею пополам, поэтому четырёхугольник ABDC - параллелограмм.
Свойства
- Медианы треугольника пересекаются в одной точке , которая называется центроидом , и делятся этой точкой на две части в отношении 2:1, считая от вершины.
- Треугольник делится тремя медианами на шесть равновеликих треугольников.
- Большей стороне треугольника соответствует меньшая медиана.
- Из векторов, образующих медианы, можно составить треугольник.
- При аффинных преобразованиях медиана переходит в медиану.
- Медиана треугольника делит его на две равновеликие части.
Формулы
- Формула медианы через стороны (выводится через теорему Стюарта или достроением до параллелограмма и использованием равенства в параллелограмме суммы квадратов сторон и суммы квадратов диагоналей):
- Формула стороны через медианы:
Если две медианы перпендикулярны, то сумма квадратов сторон, на которые они опущены, в 5 раз больше квадрата третьей стороны.
Мнемоническое правило
Медиана-обезьяна,
у которой зоркий глаз,
прыгнет точно в середину
стороны против вершины,
где находится сейчас.
Примечания
См. также
Ссылки
Wikimedia Foundation . 2010 .
Смотреть что такое "Медиана треугольника" в других словарях:
Медиана: Медиана треугольника в планиметрии, отрезок соединяющий вершину треугольника с серединой противоположной стороны в статистике медианой называется значение совокупности, делящее ранжированный ряд данных пополам Медиана (статистика) … … Википедия
Медиана: Медиана треугольника в планиметрии, отрезок, соединяющий вершину треугольника с серединой противоположной стороны Медиана (статистика) квантиль 0.5 Медиана (трасса) средняя линия трассы, проведённая между правым и левым … Википедия
Треугольник и его медианы. Медиана треугольника ― отрезок внутри треугольника, соединяющий вершину треугольника с серединой противоположной стороны, а также прямая, содержащая этот отрезок. Содержание 1 Свойства 2 Формулы … Википедия
Линия, соединяющая вершину треугольника с серединой его основания. Полный словарь иностранных слов, вошедших в употребление в русском языке. Попов М., 1907. медиана (лат. mediana средняя) 1) геол. отрезок, соединяющий вершину треугольника с… … Словарь иностранных слов русского языка
Медиана (от латинского mediana средняя) в геометрии, отрезок, соединяющий одну из вершин треугольника с серединой противоположной стороны. Три М. треугольника пересекаются в одной точке, которую иногда называют «центром тяжести» треугольника, так … Большая советская энциклопедия
Треугольника прямая (или ее отрезок внутри треугольника), соединяющая вершину треугольника с серединой противоположной стороны. Три М. треугольника пересекаются в одной точке, к рая называется центром тяжести треугольника, центроидом, или… … Математическая энциклопедия
- (от лат. mediana средняя) отрезок, соединяющий вершину треугольника с серединой противоположной стороны … Большой Энциклопедический словарь
МЕДИАНА, медианы, жен. (лат. mediana, букв. средняя). 1. Прямая линия, проведенная от вершины треугольника к середине противолежащей стороны (мат.). 2. В статистике для ряда многих данных величина, обладающая тем свойством, что число данных,… … Толковый словарь Ушакова
МЕДИАНА, ы, жен. В математике: отрезок прямой линии, соединяющий вершину треугольника с серединой противоположной стороны. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова
МЕДИАНА (от лат. mediana средняя), отрезок, соединяющий вершину треугольника с серединой противоположной стороны … Энциклопедический словарь
Медианой именуется отрезок, проведенный из вершины треугольника на середину противоположной стороны, то есть делит ее точкой пересечения пополам. Точка, в которой медиана пересекает противоположную вершине, из которой она выходит, сторону, именуется основанием. Через одну точку, называемую точкой пересечения, проходит каждая медиана треугольника. Формула длины ее может выражаться несколькими способами.
Формулы для выражения длины медианы
- Зачастую в задачах по геометрии ученикам приходится иметь дело с таким отрезком, как медиана треугольника. Формула ее длины выражается через стороны:
где a, b и c - стороны. Причем с является стороной, на которую медиана опускается. Таким образом выглядит самая простая формула. Медианы треугольника иногда требуется проводить для вспомогательных расчетов. Есть и другие формулы.
- Если при расчете известны две стороны треугольника и определенный угол α, находящийся между ними, то длина медианы треугольника, опущенной к третьей стороне, будет выражаться так.
Основные свойства
- Все медианы имеют одну общую точку пересечения O и ею же делятся в отношении два к одному, если вести отсчет от вершины. Такая точка носит название центра тяжести треугольника.
- Медиана разделяет треугольник на два других, площади которых равны. Такие треугольники называются равновеликими.
- Если провести все медианы, то треугольник будет разделен на 6 равновеликих фигур, которые также будут треугольниками.
- Если в треугольнике все три стороны равны, то в нем каждая из медиан будет также высотой и биссектрисой, то есть перпендикулярна той стороне, к которой она проведена, и делит надвое угол, из которого она выходит.
- В равнобедренном треугольнике медиана, опущенная из вершины, которая находится напротив стороны, не равной никакой другой, будет также высотой и биссектрисой. Медианы, опущенные из других вершин, равны. Это также является необходимым и достаточным условием равнобедренности.
- Если треугольник является основанием правильной пирамиды, то высота, опущенная на данное основание, проецируется в точку пересечения всех медиан.
- В прямоугольном треугольнике медиана, проведенная к наибольшей стороне, равняется половине ее длины.
- Пусть O - точка пересечения медиан треугольника. Формула, приведенная ниже, будет верная для любой точки M.
- Еще одним свойством обладает медиана треугольника. Формула квадрата ее длины через квадраты сторон представлена ниже.
Свойства сторон, к которым проведена медиана
- Если соединить любые две точки пересечения медиан со сторонами, на которые они опущены, то полученный отрезок будет являться средней линией треугольника и составлять одну вторую от стороны треугольника, с которой она не имеет общих точек.
- Основания высот и медиан в треугольнике, а также середины отрезков, соединяющих вершины треугольника с точкой пересечения высот, лежат на одной окружности.
В заключение логично сказать, что одним из самых важных отрезков является именно медиана треугольника. Формула ее может использоваться при нахождении длин других его сторон.
Урок 1
Медианы треугольника. Точка пересечения медиан.
Медианой треугольника называется отрезок, соединяющий вершину треугольника с серединой противоположной стороны.
Доказательство:
Точка пересечения медиан треугольника является центром тяжести этого треугольника.
Задача 1 Точка пересечения медиан треугольника отстоит от его вершин на расстояния, равные 4, 6 и 8. Найти длины медиан треугольника.
Решение. Пусть в треугольнике АВС AM, BE и CD - медианы, К – точка их пересечения, KС=4, KА=6 и КВ=8.
https://pandia.ru/text/78/182/images/image004_34.gif" width="76" height="50">, то есть на отрезок КА приходится 2 части, а на отрезок КМ – одна часть, то вся медиана АМ состоит из трех равных частей и https://pandia.ru/text/78/182/images/image006_24.gif" width="104" height="41">.
Аналогично,
, 
Ответ: 6, 9 и 12
Задача 2 Медианы AM и СК треугольника АВС взаимно перпендикулярны и равны соответственно 6 и 9 . Вычислить длины сторон АВ и ВС.
https://pandia.ru/text/78/182/images/image010_15.gif" width="104" height="41">,
поэтому 
и
, 
.
Кроме того
, 
.
Вычислим по теореме Пифагора длины отрезков AK и СМ, получаем
Теперь вычислим длины сторон АВ и ВС:
АВ=2АК=10, ВС=2СМ=.
Ответ : 10;.
Тест для самоконтроля.
1. Медиана треугольника делит пополам (выбрать один из вариантов ответов)
1) угол треугольника
2) сторону треугольника
3) две стороны треугольника
2. В каком отношении точка пересечения медиан треугольника делит каждую из медиан треугольника (выбрать правильные варианты ответов).
1) 2:1 считая от основания треугольника
2) 1:2 считая от вершины треугольника
3) 2:1 считая от вершины треугольника
4) 1:2 считая от основания треугольника
5) на две равные части
3. Если в треугольнике АВС проведена медиана АM и Р – точка пересечения медиан треугольника, то какую часть медианы АМ составляет отрезок АР? (выбрать один из вариантов ответов)
4. В треугольнике АВС проведена медиана АM и Р – точка пересечения медиан треугольника. Какую часть медианы АМ составляет отрезок РМ? (выбрать один из вариантов ответов)
5. В треугольнике АВС проведена медиана АM и Р – точка пересечения медиан треугольника. Какую часть отрезка АР составляет отрезок РМ? (выбрать один из вариантов ответов)
Посмотреть правильные ответы.
Задачи для самостоятельного решения.
1. Точка пересечения медиан треугольника отстоит от его вершин на расстояния, равные 6 см, 8 см и 12 см. Найдите длины медиан треугольника.
Посмотреть решение.
2. Медианы ВM и СК треугольника АВС взаимно перпендикулярны и равны соответственно 15 и 36 . Найдите длины сторон АВ и АС.
Посмотреть решение.
3. Медианы треугольника равны 6, 9 и 12. На каком расстоянии от вершин находится точка пересечения медиан треугольника?
Посмотреть решение.
4. Медианы треугольника равны 9, 12 и 18. Найдите расстояния от середин сторон треугольника до центра тяжести данного треугольника.
Посмотреть решение.
5. Центр тяжести треугольника отстоит от середин его сторон на расстояния. Равные 5, 6 и 7. Найдите медианы данного треугольника.
Посмотреть решение.
6. Точка пересечения медиан треугольника удалена от середин его сторон на расстояния, равные 2, 3 и 4. На каких расстояниях от вершин треугольника находится эта точка?
Посмотреть решение.
При решении геометрических задач полезно следовать такому алгоритму. Во время чтения условия задачи необходимо
- Сделать чертеж. Чертеж должен максимально соответствовать условию задачи, так его основная задача помочь найти ход решения
- Нанести все данные из условия задачи на чертеж
- Выписать все геометрические понятия, которые встречаются в задаче
- Вспомнить все теоремы, которые относятся к этим понятию
- Нанести на чертеж все соотношения между элементами геометрической фигуры, которые следуют из этих теорем
Например, если в задаче встречается слова биссектриса угла треугольника, нужно вспомнить определение и свойства биссектрисы и обозначить на чертеже равные или пропорциональные отрезки и углы.
В этой статье вы найдете основные свойства треугольника, которые необходимо знать для успешного решения задач.
ТРЕУГОЛЬНИК.
Площадь треугольника.
1. ,
здесь - произвольная сторона треугольника, - высота, опущенная на эту сторону.
2.
,
здесь и - произвольные стороны треугольника, - угол между этими сторонами:
3. Формула Герона:
Здесь - длины сторон треугольника, - полупериметр треугольника,
4. ,
здесь - полупериметр треугольника, - радиус вписанной окружности.
Пусть - длины отрезков касательных.
Тогда формулу Герона можно записать в таком виде:
5.
6. ,
здесь - длины сторон треугольника, - радиус описанной окружности.
Если на стороне треугольника взята точка, которая делит эту сторону в отношении m:n, то отрезок, соединяющий эту точку с вершиной противолежащего угла делит треугольник на два треугольника, площади которых относятся как m:n:
Отношение площадей подобных треугольников равно квадрату коэффициента подобия.
Медиана треугольника
Это отрезок, соединяющий вершину треугольника с серединой противоположной стороны.
Медианы треугольника пересекаются в одной точке и делятся точкой пересечения в отношении 2:1, считая от вершины.
Точка пересечения медиан правильного треугольника делит медиану на два отрезка, меньший из которых равен радиусу вписанной окружности, а больший - радиусу описанной окружности.
Радиус описанной окружности в два раза больше радиуса вписанной окружности: R=2r
Длина медианы произвольного треугольника
,
здесь - медиана, проведенная к стороне , - длины сторон треугольника.
Биссектриса треугольника
Это отрезок биссектрисы любого угла треугольника, соединяющий вершину этого угла с противоположной стороной.
Биссектриса треугольника делит сторону на отрезки, пропорциональные прилежащим сторонам:
Биссектрисы треугольника пересекаются в одной точке, которая является центром вписанной окружности.
Все точки биссектрисы угла равноудалены от сторон угла.
Высота треугольника
Это отрезок перпендикуляра, опущенный из вершины треугольника на противоположную сторону, или ее продолжение. В тупоугольном треугольнике высота, проведенная из вершины острого угла лежит вне треугольника.
Высоты треугольника пересекаются в одной точке, которая называется ортоцентром треугольника.
Чтобы найти высоту треугольника , проведенную к стороне , нужно любым доступным способом найти его площадь, а затем воспользоваться формулой:
Центр окружности, описанной около треугольника , лежит в точке пересечения серединных перпендикуляров, проведенных к сторонам треугольника.
Радиус описанной окружности треугольника можно найти по таким формулам:
Здесь - длины сторон треугольника, - площадь треугольника.
,
где - длина стороны треугольника, - противолежащий угол. (Эта формула вытекает из теоремы синусов).
Неравенство треугольника
Каждая сторона треугольника меньше суммы и больше разности двух других.
Сумма длин любых двух сторон всегда больше длины третьей стороны:
Напротив большей стороны лежит больший угол; напротив большего угла лежит большая сторона:
Если , то и наоборот.
Теорема синусов:
стороны треугольника пропорциональны синусам противолежащих углов:
Теорема косинусов:
квадрат стороны треугольника равен сумме квадратов двух других сторон без удвоенного произведения этих сторон на косинус угла между ними:
Прямоугольный треугольник
- это треугольник, один из углов которого равен 90°.
Сумма острых углов прямоугольного треугольника равна 90°.
Гипотенуза - это сторона, которая лежит против угла 90°. Гипотенуза является наибольшей стороной.
Теорема Пифагора:
квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов
: 
Радиус окружности, вписанной в прямоугольный треугольник, равен
,
здесь - радиус вписанной окружности, - катеты, - гипотенуза:
Центр окружности, описанной около прямоугольного треугольника лежит в середине гипотенузы:
Медиана прямоугольного треугольника, проведенная к гипотенузе , равна половине гипотенузы.
Определение синуса, косинуса, тангенса и котангенса прямоугольного треугольника смотрите
Соотношение элементов в прямоугольном треугольнике:
Квадрат высоты прямоугольного треугольника, проведенной из вершины прямого угла, равен произведению проекций катетов на гипотенузу:
Квадрат катета равен произведению гипотенузы на проекцию катета на гипотенузу:
Катет, лежащий против угла равен половине гипотенузы:
Равнобедренный треугольник.
Биссектриса равнобедренного треугольника, проведенная к основанию является медианой и высотой.
В равнобедренном треугольнике углы при основании равны.
Угол при вершине.
И - боковые стороны,
И - углы при основании.
Высота, биссектриса и медиана.
Внимание! Высота, биссектриса и медиана, проведенные к боковой стороне не совпадают.
Правильный треугольник
(или равносторонний треугольник ) - это треугольник, все стороны и углы которого равны между собой.
Площадь правильного треугольника равна
где - длина стороны треугольника.
Центр окружности, вписанной в правильный треугольник , совпадает с центром окружности, описанной около правильного треугольника и лежит в точке пересечения медиан.
Точка пересечения медиан правильного треугольника делит медиану на два отрезка, меньший из которых равен радиусу вписанной окружности, а больший - радиусу описанной окружности.
Если один из углов равнобедренного треугольника равен 60°, то этот треугольник правильный.
Средняя линия треугольника
Это отрезок, соединяющий середины двух сторон.
На рисунке DE - средняя линия треугольника ABC.
Средняя линия треугольника параллельна третьей стороне и равна ее половине: DE||AC, AC=2DE
Внешний угол треугольника
Это угол, смежный какому либо углу треугольника.
Внешний угол треугольника равен сумме двух углов, не смежных с ним.
Тригонометрические функции внешнего угла:
Признаки равенства треугольников:
1 . Если две стороны и угол между ними одного треугольника соответственно равны двум сторонам и углу между ними другого треугольника, то такие треугольники равны.
2 . Если сторона и два прилежащих к ней угла одного треугольника соответственно равны стороне и двум прилежащим к ней углам другого треугольника, то такие треугольники равны.
3 Если три стороны одного треугольника соответственно равны трем сторонам другого треугольника, то такие треугольники равны.
Важно: поскольку в прямоугольном треугольнике два угла заведомо равны, то для равенства двух прямоугольных треугольников требуется равенство всего двух элементов: двух сторон, или стороны и острого угла.
Признаки подобия треугольников:
1 . Если две стороны одного треугольника пропорциональны двум сторонам другого треугольника, и углы, заключенные между этими сторонами равны, то эти треугольники подобны.
2 . Если три стороны одного треугольника пропорциональны трем сторонам другого треугольника, то эти треугольники подобны.
3 . Если два угла одного треугольника равны двум углам другого треугольника, то эти треугольники подобны.
Важно: в подобных треугольниках сходственные стороны лежат против равных углов.
Теорема Менелая
Пусть прямая пересекает треугольник , причем – точка ее пересечения со стороной , – точка ее пересечения со стороной , и – точка ее пересечения с продолжением стороны . Тогда
