Свойства прямоугольного треугольника
Дорогие семиклассники, вы уже знаете какие геометрические фигуры называются треугольниками, умеете доказывать признаки их равенства. Знаете вы и о частных случаях треугольников: равнобедренных и прямоугольных. Свойства равнобедренных треугольников вам хорошо известны.
Но и у прямоугольных треугольников есть немало свойств. Одно, очевидное, связано с теоремой о сумме внутренних углов треугольника: в прямоугольном треугольнике сумма острых углов равно 90°. Самое удивительное свойство прямоугольного треугольника вы узнаете в 8 классе, когда изучите знаменитую теорему Пифагора.
А сейчас мы поговорим еще о двух важных свойствах. Одно из них относится к прямоугольным треугольникам с углом 30°, а другое к произвольным прямоугольным треугольникам. Сформулируем и докажем эти свойства.
Вам хорошо известно, что в геометрии принято формулировать утверждения обратные к доказанным, когда условие и заключение в утверждении меняются местами. Далеко не всегда обратные утверждения оказываются верными. В нашем случае оба обратных утверждения верны.
Свойство 1.1 В прямоугольном треугольнике катет, лежащий против угла в 30° равен половине гипотенузы.
Доказательство: Рассмотрим прямоугольный ∆ АВС, в котором ÐА=90°, ÐВ=30°, тогда ÐС=60°. Докажем, что 
. Приложим к ∆ АВС равный ему ∆ АВD. Получим ∆ DBC, в котором ÐС=ÐD=60°, поэтому BD=BC=CD,
, следовательно , что и требовалось доказать.
Свойство 1.2 (обратное к свойству 1.1) Если в прямоугольном треугольнике катет равен половине гипотенузы, то противолежащий ему угол равен 30°.
|
Продолжим AC за точку А так, что AD=AC. Тогда ∆ABC=∆ABD(по 2-м катетам). BD=BC=2AC=CD, таким образом ∆DBC-равносторонний, ÐС=60о и ÐАВС=30о.
Свойство 2.1 В прямоугольном треугольнике медиана, проведенная к гипотенузе равна половине гипотенузы.
Рассмотрим прямоугольный ∆ АВС, в котором ÐВ=90°.
BD-медиана, то есть AD=DC. Докажем, что 
.
Для доказательства сделаем дополнительное построение: продолжим BD за точку D так, чтоBD=DN и соединим N с A и C. 
∆ADB=∆CDN (BD=DN, AD=DC,ÐADB=ÐCDN как вертикальные).Следовательно: AB=CN и ÐABD=ÐDCN, из равенства этих углов следует параллельность AB и CN, но тогда ÐBCN=90o ∆ABC=∆BCN (по 2 катетам). Но тогда AC=BN и BD=1/2 BN=1/2 AC, что и требовалось доказать.
Свойство 2.2 (обратное к свойству 2.1) Если в треугольнике медиана равна половине стороны к которой она проведена, такой треугольник будет прямоугольным.
Попробуйте доказать это утверждение самостоятельно воспользовавшись свойством равнобедренного треугольника и теоремой о сумме углов треугольника.
Рассмотрим решение некоторых задач
Задача 1
Дано: ∆ABC, ÐC=90o, ÐA=30o, ÐBEC=60o, EC=7см
Найти: AE
Решение:
1. ÐEBC=30o, т. к. в прямоугольном ∆BCE сумма острых углов 90о
2. BE=14см(свойство 1)
3. ÐABE=30o, так как ÐA+ÐABE=ÐBEC (свойство внешнего угла треугольника) поэтому ∆AEB- равнобедренный AE=EB=14см.
Задача 2
|
AN=10см
Найти: катет AC.
Решение:
1. 
|
2. ∆ABN- равнобедренный, AN=BN(свойство 2).
Следовательно ÐВ=30°.
|
|
(свойство 1).
BC=2AN=20 см (свойство 2).
АС=10 см.
Задача 3. Доказать, что высота и медиана прямоугольного треугольника, проведенные к гипотенузе, образуют угол, равный разности острых углов треугольника.
Дано: ∆ АВС, ÐВАС=90°, АМ-медиана, АН-высота.
Доказать: ÐМАН=ÐС-ÐВ.
Доказательство:
1)ÐМАС=ÐС (по свойству 2 ∆ АМС-равнобедренный, АМ=СМ)
2)ÐМАН=ÐМАС-ÐНАС=ÐС-ÐНАС.
Остается доказать, что ÐНАС=ÐВ. Это следует из того, что ÐВ+ÐС=90°(в ∆ АВС) и ÐНАС+ÐС=90° (из ∆ АНС).
Итак, ÐМАН=ÐС-ÐВ, что и требовалось доказать.
Задача 4. Гипотенуза прямоугольного треугольника в 4 раза больше проведенной к ней высоты. Найти острые углы треугольника.
Дано: ∆АВС, ÐВАС=90°, АН-высота, 
.
Найти: ÐВ, ÐС.
Решение: Проведем медиану АМ. Пусть АН=х, тогда ВС=4х и
ВМ=МС=АМ=2х.
В прямоугольном ∆ АМН, гипотенуза АМ в 2 раза больше катета АН, поэтому ÐАМН=30°. Так как ВМ=АМ,
ÐВ=ÐВАМ
=15°. Но тогда ÐС=90°-15°=75°.
При решении этой задачи мы применили не только свойство 1, но и утверждение обратное этому свойству. Сформулируем и докажем это утверждение. Итак, если в прямоугольном треугольнике катет равен половине гипотенузы, то противолежащий ему угол равен 30°.
|
Продолжим AC за точку А так, что AD=AC. Тогда ∆ABC=∆ABD(по 2-м катетам). BD=BC=2AC=CD, таким образом ∆DBC-равносторонний, ÐС=60о и ÐАВС=30о.
Задача 5
В равнобедренном треугольнике один из углов 120о, основание равно 10 см. Найти высоту, проведенную к боковой стороне.
Решение : для начала отметим, что угол 120о может быть только при вершине треугольника и что высота проведенная к боковой стороне попадет на её продолжение.
Итак, АВ=ВС, ÐАВС=120о, АН-высота, АС=10см.
Нетрудно видеть, что ÐС=30о, поэтому АН=1/2АС=5см
(свойство 1).
Задача 6
|
К вертикальной стене прислонили лестницу. На середине лестницы сидит котенок. Вдруг лестница начала скользить вниз по стене. Какую траекторию будет описывать котенок?
АВ - лестница, К - котенок.
При любом положении лестницы, пока она окончательно не упала на землю ∆АВС- прямоугольный. СК - медиана ∆АВС.
По свойству 2 СК=1/2АВ. То есть в любой момент времени длина отрезка СК постоянна.
Ответ: точка К будет двигаться по дуге окружности с центром С и радиусом СК=1/2АВ.
Задачи для самостоятельного решения.
Один из углов прямоугольного треугольника равен 60о, а разность гипотенузы и меньшего катета равна 4см. найти длину гипотенузы. В прямоугольном ∆ АВС с гипотенузой ВС и углом В, равным 60о, проведена высота АD. Найти DC, если DB=2см. В ∆АВС ÐС=90о, СD - высот, ВС=2ВD. Докажите, что АD=3ВD. Высота прямоугольного треугольника делит гипотенузу на части 3см и 9см. Найти углы треугольника и расстояние от середины гипотенузы до большего катета. Биссектриса разбивает треугольник на два равнобедренных треугольника. Найти углы исходного треугольника. Медиана разбивает треугольник на два равнобедренных. Можно ли найти углы
Исходного треугольника?
