直角三角形

直角三角形

直角三角形是一個幾何圖形,是有一個角為直角的三角形,有普通的直角三角形和等腰直角三角形兩種。其符合勾股定理,具有一些特殊性質和判定方法。

圖示

直角三角形 直角三角形

直角三角形如圖所示:分為兩種情況,有普通的直角三角形,還有等腰直角三角形(特殊情況)在直角三角形中,與直角相鄰的兩條邊稱為直角邊,直角所對的邊稱為斜邊。直角三角形直角所對的邊也叫作“弦”。若兩條直角邊不一樣長,短的那條邊叫作“勾”,長的那條邊叫作“股”。

判定定理

等腰直角三角形是一種特殊的三角形

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:具有穩定性、內角和為180°。兩直角邊相等,兩銳角為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此三角形外接圓的半徑R。

特殊性質

它除了具有一般三角形的性質外,具有一些特殊的性質

1、直角三角形兩直角邊的平方和等於斜邊的平方。如圖,∠BAC=90°,則AB²+AC²=BC²(勾股定理)

2、在直角三角形中,兩個銳角互余。如圖,若∠BAC=90°,則∠B+∠C=90°

3、直角三角形中,斜邊上的中線等於斜邊的一半(即直角三角形的外心位於斜邊的中點,外接圓半徑R=C/2)。該性質稱為直角三角形斜邊中線定理。

4、直角三角形的兩直角邊的乘積等於斜邊與斜邊上高的乘積。

5、如圖,Rt△ABC中,∠BAC=90°,AD是斜邊BC上的高,則有射影定理如下:

射影定理圖 射影定理圖

(1)(AD)²=BD·DC。

(2)(AB)²=BD·BC。

(3)(AC)²=CD·BC。

射影定理,又稱“歐幾里德定理”:在直角三角形中,斜邊上的高是兩條直角邊在斜邊射影的比例中項,每一條直角邊又是這條直角邊在斜邊上的射影和斜邊的比例中項。是數學圖形計算的重要定理。

6、在直角三角形中,如果有一個銳角等於30°,那么它所對的直角邊等於斜邊的一半。

在直角三角形中,如果有一條直角邊等於斜邊的一半,那么這條直角邊所對的銳角等於30°。

證明方法多種,下面採取較簡單的幾何證法。

先證明定理的前半部分,Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠A=30°,那么BC=AB/2

∵∠A=30°

∴∠B=60°(直角三角形兩銳角互余)

取AB中點D,連線CD,根據直角三角形斜邊中線定理可知CD=BD

∴△BCD是等邊三角形(有一個角是60°的等腰三角形是等邊三角形)

∴BC=BD=AB/2

再證明定理的後半部分,Rt△ABC中,∠ACB=90°,BC=AB/2,那么∠A=30°

取AB中點D,連線CD,那么CD=BD=AB/2(直角三角形斜邊上的中線等於斜邊的一半)

又∵BC=AB/2

∴BC=CD=BD

∴∠B=60°

∴∠A=30°

7、如圖,

直角三角形 直角三角形

在Rt△ABC中∠BAC=90°,AD是斜邊上的高,則:

直角三角形 直角三角形

證明:S△ABC=1/2*AB*AC=1/2*AD*BC

兩邊乘以2,再平方得AB²*AC²=AD²*BC²

直角三角形 直角三角形
直角三角形 直角三角形

運用勾股定理,再兩邊除以 ,最終化簡即得

性質8:直角三角形被斜邊上的高分成的兩個直角三角形和原三角形相似。

判定方法

判定1:有一個角為90°的三角形是直角三角形。

直角三角形 直角三角形

判定2:若 ,則以a、b、c為邊的三角形是以c為斜邊的直角三角形(勾股定理的逆定理)。

判定3:若一個三角形30°內角所對的邊是某一邊的一半,則這個三角形是以這條長邊為斜邊的直角三角形。

判定4:兩個銳角互為餘角(兩角相加等於 90°)的三角形是直角三角形。

判定5:若兩直線相交且它們的斜率之積互為 負倒數,則兩直線互相垂直。那么這個三角形為直角三角形。

判定6:若在一個三角形中一邊上的 中線等於其所在邊的一半,那么這個三角形為直角三角形。參考直角三角形斜邊中線定理

判定7:一個三角形 30°角所對的邊等於某一鄰邊的一半,則這個三角形為直角三角形。

判定3和7的證明:

直角三角形 直角三角形

已知△ABC中,∠A=30°,∠A,∠C對的邊分別為a,c,且a= c。求證∠C=90°

證法1:

正弦定理,在△ABC中,有a:sinA=c:sinC

將a與c的關係及∠A的度數代入之後化簡得sinC=1

又∵0<∠C<180°

∴∠C=90°

證法2

反證法,假設∠ACB≠90°,過B作BD⊥AC於D

在Rt△ABD中,∵∠ADB=90°,∠A=30°

直角三角形 直角三角形

∴BD= AB(30°的直角邊等於斜邊的一半)

直角三角形 直角三角形

又∵BC= AB

∴BC=BD

但BD是B到直線AC的垂線段,根據垂線段最短可知BD<BC,從而出現矛盾。

(或從BC=BD得∠BCD=∠BDC=90°,那么△ABC中就有兩個直角,這是不可能的事情)

∴假設不成立,∠ACB=90°

證法3

利用三角形的外接圓證明

作△ABC的外接圓,設圓心為O,連線OC,OB

∵∠BAC=30°,A在圓上

∴∠BOC=60°

∵OB=OC=半徑r

∴△BOC是等邊三角形,BC=OC=r

又∵AB=2BC=2r

∴AB是直徑

∴∠ACB=90°(直徑所對的圓周角是直角)

基本簡介

等腰直角三角形的邊角之間的關係 :

(1)三角形三內角和等於180°;

(2)三角形的一個外角等於和它不相鄰的兩個內角之和;

(3)三角形的一外角大於任何一個和它不相鄰的內角;

(4)三角形兩邊之和大於第三邊,兩邊之差小於第三邊;

(5)在同一個三角形內,大邊對大角,大角對大邊.

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.

(1)三角形的角平分線的交點叫做三角形的內心,它是三角形內切圓的圓心,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於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於第三邊且等於第三邊的二分之一。

(5)三角形的一條內角平分線與兩條外角平分線交於一點,該點即為三角形的旁心。

注意:

①任意三角形的內心、重心都在三角形的內部 .

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、外心在三角形內部。

⑤任意三角形的旁心一定在三角形的外部。

相關線段

中線:頂點與對邊中點的連線,平分三角形。

角平分線:平分三角形一內角的線段。

高線:三角形中一頂點向對邊作的垂線

勾股定理

勾股定理

直角三角形 直角三角形
直角三角形 直角三角形

如果直角三角形兩直角邊分別為A,B,斜邊為C,那么 A^2+B^2=C^2;; 即直角三角形兩直角邊長的平方和等於斜邊長的平方。如果三角形的三條邊A,B,C滿足A^2+B^2=C^2;,還有變形公式: ,如:一條直角邊是a,另一條直角邊是b,如果a的平方與b的平方和等於斜邊c的平方那么這個三角形是直角三角形。(稱勾股定理的逆定理)由畢達哥拉斯在公元前550年提出。

套用舉例

直角三角形 直角三角形

如圖1,是屋架設計圖的一部分,點D是斜梁AB的中點

立柱為BC,DE垂直於橫樑AC,AB=7.4m,∠A=30°,求BC、DE要多長?

解:∵DE⊥AC,BC⊥AC,∠A=30°

直角三角形 直角三角形
直角三角形 直角三角形
直角三角形 直角三角形

直角三角形 直角三角形

斜邊公式

(一)已知兩條直角邊的長度 ,可按公式: 計算斜邊。

(二)如已知一條直角邊和一個銳角,可用直角三角函式計算斜邊。

直角三角形ABC的六個元素中除直角C外,其餘五個元素有如下關係:

∠A+∠B=90°

sinA=(∠A的)對邊/斜邊

cosA=(∠A的)鄰邊/斜邊

tanA=(∠A的)對邊/鄰邊

例:角A等於30 °,角A的對邊是4米,計算斜邊C是多少?

查表sin30 °=0.5,斜邊C=4/0.5=8米

三角函式

三角函式值除了查表,也可以用電腦系統自帶的計算器,計算。

開始——程式——附屬檔案——計算器。這個計算器有兩種模式,點‘查看’有一個下拉選單,有標準型和科學型,選擇科學型,輸入度數後正弦點sin,餘弦點cos,正切點tan,值就直接顯示出來了。

這裡有一個度和度分秒轉換的問題。如 18.69度,其中整數18就是18 °,那么18.69-18=0.69,用0.69×60=41.4這裡整數41就是41分,再41.4-41=0.4,

再用0.4×60=24這個24就是秒。18.69度=18度41分24秒

也可以用計算器直接轉換:輸入度數18.69——鉤上Hyp——再點dms

就顯示出18.4124,這就是18度41分24秒。

如要轉換回去就輸入18.4124——鉤上Inv——再點dms,就轉換了。

有一點請注意,顯示度分秒時,小數點後面是一位數或三位數如:

15.3; 15.302,應讀作15度30分;和15度30分20秒。

解直角三角形

含義:一般地,直角三角形中,除直角外,共有五個元素,即3條邊和2個銳角,由直角三角形中除直角外的已知元素,求出未知元素的過程,叫做解直角三角形 。

直角三角形 直角三角形

1.三條邊的關係:

2.歸納

直角三角形 直角三角形

利用解直角三角形的知識解決實際問題的一般過程:

1.

將實際問題抽象為數學問題(畫出平面圖形,轉化為解直角三角形的問題)。

2.

根據條件的特點,適當選用銳角三角形函式等去解直角三角形;

3.

得到數學問題的答案。

4.

得到實際問題的答案。

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