Archiv štítku: trojúhelník

Pythagorova věta

Pythagorova věta je, společně s Archimedovým zákonem, jednou z prvních „velkých vět“, se kterými se děti ve škole potkají a u někoho je to i jediná znalost, kterou si ze školy zapamatují :-). Pomineme skutečnost, že Pythagoras větu neobjevil (byla známa už 2000 př. n. l.) a „jen“ se po něm jmenuje. O významu Pythagora (řecký filozof, matematik a astronom v 6. st. př. n. l.) ani věty po něm pojmenované nebudeme určitě pochybovat.

Pythagorova věta zní:

Obsah čtverce sestrojeného nad přeponou pravoúhlého trojúhelníku se rovná součtu obsahů čtverců sestrojených na jeho odvěsnami.

 

Ještě to zdůrazníme několikrát, ale důležité je slovo PRAVOÚHLÉHO. Pythagorova platí jen v pravoúhlém trojúhelníku! 
Pythagorova věta

Platí

V pravoúhlém trojúhelníku ABC s přeponou o délce c a s odvěsnami o délkách a, b platí:

 

c2 = a2 + b2

 

Znovu zdůrazňujeme, že jsme v pravoúhlém trojúhelníku.

Přepona je strana trojúhelníku „proti“ pravému úhlu. Na našem obrázku je to strana AB označená malým c. Lze i napsat, že jde o nejdelší ze tří stran trojúhelníku.

A obsah hledaného čtverce spočítáme c x c = c2

Odvěsny jsou další dvě strany trojúhelníka AC označená b a BC označená a.

Obsah čtverců je a2 a b2.

Důkaz Pythagorovy věty:

Obrázek s Pythagorovou větou můžeme „přeskládat“ a vznikne tato situace:

Důkaz Pythagorovy věty

Důkazem tedy je, že vzniknou dva stejné čtverce s hranou a+b. V obou čtvercích (v jejich obsahu) jsou čtyři stejné trojúhelníky (pravoúhlé!) a to co zbude bez těchto trojúhelníků je – vlevo čtverce nad odvěsnami a2 a b2 a vpravo je čtverec nad přeponou c2.

Užití Pythagorovy věty.

Když neznáme délku jedné strany v pravoúhlém trojúhelníku, tak pro její výpočet použijeme Pythagorovu větu.

Když neznáme přeponu c:

c = √(a2 + b2) … odmocnina součtu druhých mocnin délek odvěsen je délka přepony.

Když neznáme jednu z odvěsen např. b:

b = √(c2 – a2) …. když odmocníme rozdíl druhých mocnin přepony a jedné odvěsny dostaneme délku odvěsny druhé.

V konstrukci (architektuře) se už staletí používá Pythagorova věta pro konstrukci pravého úhlu.

Už před více než 4000 lety takzvaní Harpenodapté vytyčovali pravé úhly pro základy egyptských chrámů pomocí lan, na kterých byly ve stejné vzdálenosti uvázány uzly. Pokud na jednom laně byly 3 stejné úseky na druhém 4 a na posledním 5 úseků vznikl mezi lany s 3 a 4 úseky pravý úhel.

Konstrukce pravého úhlu

a důkaz, že je to opravdu 90° ?

Tím je Pythagorova věta:

32 + 42 = 9 + 16 = 25 = 52

A ještě naposledy 🙂 : Pythagorova věta platí jen v pravoúhlém trojúhelníku.

Test – co víte o trojúhelnících?

Na deseti otázkách si vyzkoušejte co víte o trojúhelníku.

Otázka č. 1
Kolik má trojúhelník vnitřních úhlů?

1
2
3
Otázka č. 2
Tupoúhlý trojúhelník je takový, který ...

má všechny úhly větší než 90°.
má alespoň dva úhly větší než 90°.
má jeden úhel větší než 90°.
Otázka č. 3
Kolik je součet vnitřních úhlů trojúhelníku?

180°
270°
360°
Otázka č. 4
Co je výška trojúhelníku?

Délka nejkratší strany trojúhelníku.
Výška je úsečka, jejíž krajní body jsou: vrchol trojúhelníku a pata kolmice (vedené vrcholem) k přímce na níž leží protilehlá strana.
Je úsečka, která spojuje vrchol a střed protilehlé strany.
Otázka č. 5
Co je těžnice trojúhelníku?

Úsečka, která spojuje vrchol a střed protilehlé strany.
Délka nejdelší strany trojúhelníku.
Průměr kružnice opsané.
Otázka č. 6
Co je obvod trojúhelníku?

Součin všech stran trojúhelníku: a.b.c
Dvojnásobek součtu odvěsen: 2(a+b)
Součet délek všech tří stran: a+b+c
Otázka č. 7
Je možné sestrojit trojúhelník, kde součet délek dvou stran je menší strana třetí a+b<c?

Ano
Jen ve zvláštním případě.
Ne
Otázka č. 8
Je možné sestrojit trojúhelník, který má všechny strany i úhly stejné a=b=c, alfa=beta=gama?

Ano, jmenuje se pravoúhlý trojúhelník.
Ano, jmenuje se rovnostranný trojúhelník.
Ne, takový trojúhelník sestrojit nelze.
Otázka č. 9
Co je pravoúhlý trojúhelník?

Má jeden vnitřní úhel pravý (= 90°)
Všechny vnitřní úhly jsou pravé.
Všechny strany mají stejnou délku.
Otázka č. 10
Jaký je vzorec po výpočet obsahu pravoúhlého trojúhelníku?

S=a+b+c
S=a.b.c
S=(a.b)/2




Trojúhelník

Na této stránce vám přineseme všechny informací k trojúhelníku, které budete na základní škole potřebovat. Najdete zde popis obecného trojúhelníku, rozdělení trojúhelníků (rovnostranný, rovnoramenný,…) a jejich zvláštnosti. Samozřejmě i řadu vzorců pro výpočet všeho co s trojúhelníkem souvisí (úhlů, výšek, atd.). Samostatně se pak budeme věnovat „králi trojúhelníků“ – trojúhelníku pravoúhlému.Tak pojďme na to…

Popis obecného trojúhelníku

trojúhelník

Na obrázku vidíte obecný trojúhelník. Obecný trojúhelník píšeme proto, že nemá nic stejného (strany, úhly, výšky,…) ani nijak zvláštního (např. jeden úhel 90°).

Trojúhelník je určen třemi body, kterým říkáme vrcholy trojúhelníka. V našem případě bodem A, B a C. Budeme ho tedy označovat jako trojúhelník ABC.

[pmath size=20]Delta ABC[/pmath]

Nemusí to být vždy ABC, klidně to může být ABH, CGK, MNO, OPR,… Vždy musí jít o tři různé body. Ne tedy AAB, PPM, ale A1A2A3 ano.

Každý trojúhelník má tři strany. V našem případě jsou to úsečky AB, BC a CA. Tyto úsečky se označují malými písmeny podle vrcholu (bodu) proti, kterému leží. Malé a bude úsečka BC, malé b je AC a malé c je úsečka AB. Samozřejmě pokud máte zadán trojúhelník MNO budou jednotlivé strany m, n, o.

Dále máme v trojúhelníku tři úhly (podle toho se jmenuje trojúhelník 🙂 ). Úhel u vrcholu A (mezi úsečkami AB a AC) se nazývá α (alfa), úhlu u vrcholu B (mezi úsečkami AB a BC) se říká β (beta) a úhel u vrcholu C (mezi úsečkami BC a CA) je γ (gama). U úhlů neplatí to co u stran. Označení úhlů se nutně neodvozuje od písmena bodu u kterého leží. I trojúhelník MNO může mít úhly  α,β,γ a zároveň v trojúhelníku ABC mohou být úhly ε,λ,σ. Je potřeba pozorně sledovat zadání.

Výška trojúhelníku je úsečka, jejíž krajní body jsou: vrchol trojúhelníku (na našem obrázku C) a pata kolmice (C1) vedené vrcholem k přímce na níž leží protilehlá strana.
Zjednodušeně: výška je úsečka kolmá na stranu trojúhelníka, která vede do vrcholu ležícího proti této straně. Ta kolmost (úhel 90°) je moc důležitá!
A ještě obecněji: výška je vzdálenost rovnoběžek, kdy na jedné leží vrchol trojúhelníku a na druhé leží strana ležící proti tomuto vrcholu. Na našich obrazcích jsou to ty čárkované přímky.
Jak vidíte na obrázku vpravo nemusí být výška vždy uvnitř trojúhelníku, ale kolmice se vynese „mimo“ trojúhelník.

znázornění výšky trojúhelníku
Těžnice trojúhelníku je úsečka, která spojuje vrchol a střed protilehlé strany. Těžnice se protínají v těžišti.

Kružnice opsaná se nazývá kružnice, která prochází všemi vrcholy tohoto trojúhelníku. Ke každému trojúhelníku lze sestrojit jen jednu opsanou kružnici. Střed kružnice opsané sestrojíme jako průsečík os stran (kolmice na stranu v jejím středu) a jak vyplývá z definice kružnice je vzdálenost všech vrcholů od středu stejná (r).

kružnice opsaná trojúhelníku

Kružnice trojúhelníku opsaná (střed je na průsečíku os stran)

 

Kružnice trojúhelníku vepsaná se dotýká všech stran trojúhelníku a její střed je průsečík os vnitřních úhlů (osa úhlu je přímka, která rozdělí úhel na dva stejné úhly). Vzdálenost středu od stran trojúhelníku je stejná.

kružnice trojúhelníku vepsana

Kružnice trojúhelníku vepsaná (střed leží na průsečíku os vnitřních úhlů)

 

Rovnostranný trojúhelník

Rovnostranný trojúhelník

 

– má všechny strany stejně dlouhé (shodné)
– všechny vnitřní úhly jsou shodné a mají velikost 60°
– všechny výšky a těžnice mají stejnou velikost -> těžnice je stejná jako výška

Obvod: o=3.aObsah: S=(a.va)/2

Rovnoramenný trojúhelník

rovnoramenný trojúhelník

– má shodné dvě strany (ramena). Třetí strana, která má jinou délku je základna.
– úhly při základně (alfa,beta) jsou shodné. Velikost neznáme, ale platí  α = β = (180 – γ)/2
– výška k základně (vc) rozděluje základnu na poloviny.

Pravoúhlý trojúhelník

– má jeden vnitřní úhel pravý. To znamená jeden úhel má velikost 90°
– strany které svírají pravý úhel jsou odvěsny a třetí strana je přepona
– výška na jednu odvěsnu je totožná s druhou odvěsnou a naopak
– průsečík výšek splývá s vrcholem pravého úhlu
– rovnoramenný trojúhelník může být pravoúhlý

druh trojúhelníkudélka stranvelikost úhlůvýškystřed kružnice opsané
ostroúhlýrůznévšechny < 90°protínají se uvnitřleží uvnitř trojúhelníku
tupoúhlýrůznéjeden > 90°se protínají mimo trojúhelníkuleží vně (mimo) trojúhelníku
rovnostrannýshodnévšechny = 60°všechny shodné, totožné s těžnicemishodný s těžištěm i se středem kružnice vepsané
rovnoramennýdvě shodnédva shodnévýšky k ramenům jsou shodnéleží uvnitř trojúhelníku
pravoúhlý(mohou být)
dvě shodné
jeden = 90° (pravý)dvě totožné s odvěsnami průsečík je vrchol pravého úhlu.je středem přepony

 

TEST NA PROCVIČENÍ ZNALOSTI O TROJÚHELNÍKU