Геаметрыя
вучэб. дапам. для 9-га кл. устаноў агульн. сярэдн. адукац. з беларус. мовай навучання
Выдавец: Народная асвета
Памер: 165с.
Мінск 2012
СУАДНОСІНЫ ПАМІЖ СТАРАНАМІ I ВУГЛАМІ АДВОЛЬНАГА ТРОХВУГОЛЬНІКА
Раздзел 2
СУАДНОСІНЫ ПАМІЖ СТАРАНАМІ I ВУГЛАМІ АДВОЛЬНАГА ТРОХВУГОЛЬНІКА
§ 1. Тэарэма сінусаў
У гэтым параграфе дакажам тэарэму сінусаў, якая дазволіць знаходзіць даўжыні невядомых старон трохвугольніка, калі вядомы даўжыня адной стараны і градусныя меры двух вуглоў, а таксама вылічыць градусныя меры вуглоў, калі вядомы даўжыні дзвюх старон і градусная мера вугла, які ляжыць супраць адной з гэтых старон.
Перш дакажам наступную тэарэму, якая дазволіць знаходзіць плошчу трохвугольніка, калі вядомы даўжыні дзвюх яго старон і градусная мера вугла паміж імі. Дадзеная тэарэма можа быць выкарыстана пры рашэнні многіх задач.
Тэарэма 1 (аб знаходжанні плошчы. трохвугольніка праз даўжыні дзвюх старон і сінус вугла паміж імі). Плошча трохвугольніка роўна палове здабытку даўжынь дзвюх яго старон на сінус вугла ламіж імі.
Доказ.
Няхай у трохвугольніку ABC вядома градусная мера вугла A і AB = с, AC = b. Дакажам, што плошчу дадзенага трохвугольніка можна знайсці па формуле S^ =|cfcsinA. Магчымы тры выпадкі: 1) вугал A — востры; 2) вугал A — тупы; 3) вугал A — прамы.
1) Няхай вугал A — востры (рыс. 65, a), а адрэзак BF — вышыня трохвугольніка. Тады S^, = ~bBF.
74
Раздзел 2, §1
У прамавугольным трохвугольніку ABF даўжыня катэта BF = с sin А. Такім чынам, S^ = ^cb sin A.
2) Няхай вугал A — тупы (рыс. 65, 6). S^ = bBF. У прамавугольным трохвугольніку ABF даўжыня катэта BF = с sin a, дзе a = 180°ZA. Паколькі sin a = sin(180° FA) = sin A, to ^abc = ^c&sinA. Такім чынам, y кожным з выпадкаў 1) і 2) плошча трохвугольніка роўна палове здабытку даўжынь дзвюх яго старон на сінус вугла паміж імі.
3) Калі ZA = 90°, to S^ = |cbsin90° = |&с.
Тэарэма даказана.
Выкарыстаем сцверджанне гэтай тэарэмы для доказу тэарэмы сінусаў.
Тэарэма 2 (тэарэма сінусаў). Даўжыні старон трохвугольніка прапарцыянальны сінусам процілеглых вуглоў.
Рыс. 66
Доказ.
1) Няхай ABC — адвольны трохвугольнік, AB = с, ВС = a, AC = b (рыс. 66).
Дакажам, што = ——
sin A sinB
с
sinC '
Згодна з папярэдняй тэарэмай
можна запісаць наступныя роўнасці:
=cbsin A, SARC = ±ас sin В і
sABC = I a^sinC.
2) Адсюль вынікае, што выконваюцца роўнасці:
~cb sin A = ^ас sin В (1) і ^ас sin В = ^ab sin С (2).
3) 3 роўнасці (1) вынікае, што d sin A = a sin В. Адсюль
b sinB
a sin A
(3).
4) 3 роўнасці (2) вынікае, што c sin B = b sin C. Адсюль атрымаем, што
= (4).
sinC sinB
3 роўнасцей (3) i (4) вынікае, што —— = . — = —•
J v 7 v sinA SmB sinC
Тэарэма даказана.
Суадносіны паміж старанамі і вугламі адвольнага трохвугольніка 75
Рэзультат задачы 2 § 4 першага раздзела сведчыць, што выконваецца роўнасць .^ = 2R, дзе R — радыус акружнасці, апісанай каля трохвугольніка ABC. Улічыўшы гэтую роўнасць і сцверджанне тэарэмы сінусаў, атрымаем вынік: —= —^ = 2R. sin A sinB sinC
Паколькі плошча трохвугольніка SABC = |&sinA isinA = = ^, to адсюль вынікае, што SABC = .
Атрыманая формула дазваляе знаходзіць плошчу трохвугольніка, ведаючы даўжыні яго старон і радыус апісанай акружнасці, або радыус акружнасці, апісанай каля трохвугольніка, калі вядомы даўжыні старон і плошча трохвугольніка.
Разгледзім прыклады рашэння некаторых задач.
Задача 1. Знайдзіце плошчу раўнабедранага трохвугольніка ABC, калі даўжыня яго бакавой стараны роўна 10 cm, a градусная мера вугла пры вяршыні асновы роўна 75°.
Дадзена: △ABC, АВ = ВС= 10 см, ZBAC = 75° (рыс. 67, а, б). Знайсці: S^.
Рашэнне.
Выкарыстаем тэарэму аб знаходжанні плошчы трохвугольніка праз даўжыні дзвюх яго старон і сінус вугла паміж імі.
1) Згодна з тэарэмай 1 плошчу трохвугольніка можна знайсці па формуле SABC = АВ • ВС sin В = AB2sinB.
2) Сума градусных мер вуглоў трохвугольніка роўна 180°, а вуглы пры аснове раўнабедранага трохвугольніка роўныя, значыць, ZB = 180° (ZA + ZC) = 180° 2 • 75° = 30°.
76
Р а з д з е л 2, §1
3) Такім чынам, SARC = AB2 sinB = | • 100 • sin30° = = ±100 1 = 25 (cm2).
2 2 v 7
Адказ: 25 cm2.
Задача 2. У трохвугольніку ABC даўжыня стараны AC роўна 4 см, АВАС = 60°, ZBCA= 70°. Вылічыце даўжыні старон AB і ВС (рыс. 68).
Рыс. 68
Р а ш э н н е.
Для вылічэння даўжынь старон выкарыстаем тэарэму сінусаў.
1) Няхай АВ = х і ВС = у. Тады па
тэарэме сінусаў —— sinC
атрымаем х = лс™с
AC
Адсюль sinB
AC sin 70° sinB
Сума градусных мер вуглоў трохвугольніка роўна 180°, значыць, ZB = 180° (60° + 70°) = 50°. Па таблі
цы значэнняў трыганаметрычных функцый (гл. Дадатак) знойдзем sin 70°» 0,9397, sin 50° » 0,7660. Такім чынам,
~ 40,9397
Х ~ 0,7660
»3,96.
2) Даўжыню стараны ВС таксама вылічым па тэарэме сі
нусау: Аsin A
4 ■ 0,8660 0,7660
АС Адсюль знойдзем у = sinB
AC sin A _ AC sin 60° sinB sin 50°
» 4,09 (cm).
Ад каз: AB »3,96 cm; BC »4,09 cm.
Задача 3. У трохвугольніку ABC градусная мера вугла В роўна 40°, а даўжыні старон BC і AC роўны 8 см і 6 см адпаведна. Вылічыце градусныя меры вуглоў A, С і даўжыню стараны АВ.
Рашэнне.
Па тэарэме сінусаў выконваецца роўнасць АС = ВСл .
° ° sinB sinA
Адсюль вынікае, што sin A = BCs^B = S^L4^. Па таблі
AC 6
цы значэнняў трыганаметрычных функцый (гл. Дадатак) знойдзем sin 40°»0,6428. Такім чынам, sinA» 8 °’842 я »0,8570.
Суадносіны паміж старанамі і вугламі адвольнага трохвугольніка 77
Гэтаму значэнню сінуса адпавядаюць два вуглы: ZAj » 59° і ZA2 ® 121° (sin 59° = sin (180° 121°) = sin 121°).
1) У выпадку ZAj ® 59° знойдзем АСХ = 180° ZB ZAj »
®81°. Цяпер знойдзем даўжыню стараны AB:
АВ =
BCsinCj sin A
60,9877 0,8570
»5,85 (cm).
AB sinCj
BC sin A
2) Калі ZA2®121°, to ZC2 = 180° ZB ZA2 » 19°. У гэ, BCsinC2 6sinl9° 6*0,3256 ~ ,
тым выпадку AB= ® ®: ® 6,62 (cm).
y sinA 0,8570 0,8570 V '
Адказ: ZA® 59°, ZC®81°, AB® 5,85 cm або ZA® 121°, ZC® 19°, AB® 6,62 cm.
Пытанні да § 1
1. Якім чынам можна вылічыць плошчу трохвугольніка, калі вядомы даўжыні дзвюх яго старон і градусная мера вугла паміж гэтымі старанамі?
2. Сфармулюйце тэарэму сінусаў.
3. Ці можна вылічыць даўжыню стараны трохвугольніка, калі вядомы радыус акружнасці, апісанай каля трохвугольніка, і градусная мера вугла, процілеглага дадзенай старане?
Задачы да § 1
201. Вылічыце плошчу трохвугольніка ABC, калі АВ = = 2^3 cm, ВС = 4 cm, ZB = 60°.
202. У раўнабедраным трохвугольніку даўжыня бакавой стараны роўна 8 см, а градусная мера вугла пры аснове роўна 15°. Вылічыце плошчу трохвугольніка.
203. У раўнабедраным трохвугольніку градусная мера вугла пры аснове роўна a, а вышыня, праведзеная да бакавой стараны, роўна h. Знайдзіце плошчу трохвугольніка.
204. Вылічыце плошчу трохвугольніка ABC, калі ZA = 60°, а вышыні, праведзеныя з вяршынь В і С, роўны адпаведна х/з см і 2x3 см.
78
Раздзел 2, §1
205. Даўжыня бакавой стараны раўнабедранага трохвугольніка роўна 4ЎЗ см, а градусная мера вугла пры аснове роўна 22°30'. Ці правільна, што плошча трохвугольніка роўна 15\/2 см2?
206. Вылічыце плошчу трохвугольніка ABC, калі ZB = = 105°, ZC = 30°, а вышыня, праведзеная з вяршыні В, роўна 2 см.
207. Адрэзак CF — бісектрыса трохвугольніка ABC, АС = Ь, ВС = а. Выкарыстаўшы тэарэму 1 дадзенага параграфа, дакажыце, што AF '■ FB = Ь '■ а (рыс. 69, а).
208. Дакажыце, што плошча паралелаграма ABCD роўна здабытку даўжынь aib яго сумежных старон на сінус вугла a паміж імі, г. зн. SABCD = absina (рыс. 69, б).
209. Дакажыце, што плошча выпуклага чатырохвугольніка ABCD роўна палове здабытку даўжынь d^ і d2 яго дыяганалей на сінус вугла ф паміж імі, г. зн. S^^ = id,^ sincp (рыс. 69, e).
210. Даўжыня стараны AC трохвугольніка ABC роўна 6 см. Вылічыце даўжыню стараны ВС, калі ZB = 60° і ZA = 45° (рыс. 70, а).
211. Асновай прамой трохвугольнай прызмы АВСА1В1С1 з’яўляецца трохвугольнік ABC, у якога ZB = 45°, ZA = 30° і ВС = 2 см. Вылічыце даўжыню дыяганалі грані ССДД, калі АС=АА1 (рыс. 70, б).
Суадносіны паміж старанамі і вугламі адвольнага трохвугольніка 79
212. Даўжыні старон AB і ВС трохвугольніка ABC роўны адпаведна V2 см і 7з см. Вылічыце градусную меру вуглаА, калі ZC = 45°.
213. Пункт F ляжыць на старане АВ прамавугольнага трохвугольніка ABC (ABAC = 90°) так, што AAFC = [} і AFCB = а. Знайдзіце даўжыню адрэзка FB, калі AC = a.
214. У трохвугольніку ABC даўжыня стараны А_В роўна 6 см, АВ = 95°, АА = 55°. Вылічыце даўжыні старон ВС іАС.
215. Адрэзак AF — бісектрыса раўнабедранага трохвугольніка ABC, асновай якога з’яўляецца адрэзак AC. Вылічыце даўжыню гэтай бісектрысы, калі AC =10 см, ААВС = 100°.
216. Вылічыце даўжыню стараны AC трохвугольніка ABC, калі ВС = 2^3 см, ZA = 45° і ZC = 15°.
217. У трохвугольніку ABC даўжыні старон AB і ВС роўны адпаведна 5 см і 6 cm, a ZC = 25°. Вылічыце градусную меру вугла А, калі вядома, што гэты вугал востры.
218. У трапецыі ABCD з асновамі ВС і AD дыяганаль AC змешчана на бісектрысе вугла А. Вылічыце даўжыню дыяганалі AC, калі AC = CD, AD = 12 cm, AABC = 150°.
219. У паралелаграме ABCD бісектрыса вострага вугла A перасякае старану ВС у пункце F. Вылічыце даўжыню адрэзка AF, калі A BCD = 30° і DC = 6 cm.
220. У паралелаграме ABCD АА = а, CD = b. Пункт F ляжыць на старане AD так, што ABFD '■ АА = 2 '■ 1. Знайдзіце даўжыню адрэзка BF.
80
Раздзел 2,§1
221. У паралелаграме ABCD градусная мера вугла А роўна 60°. Бісектрыса вугла А перасякае старану ВС у пункце F. Вылічыце плошчу трохвугольніка ABF, калі BF = 5 см.
222. У раўнабедраным трохвугольніку ABC з асновай AC градусная мера вугла пры вяршыні В роўна а. Знайдзіце даўжыню бісектрысы СТ гэтага трохвугольніка, калі AC = а.
223. Адрэзак BF — бісектрыса раўнабедранага трохвугольніка ABC, асновай якога з’яўляецца адрэзак ВС. Знайдзіце даўжыню адрэзка BF, калі ZB = $, BC=m.
224. Дыяганаль BD прамавугольніка ABCD утварае са стараной АВ вугал, градусная мера якога роўна 15°. Бісектрыса вугла А перасякае дыяганаль BD у пункце F. Вылічыце даўжыню адрэзка BF, калі CD = 2л/3 см.
225. У трохвугольніку ABC даўжыня стараны AC роўна а, ZA = a, ZB = |3. Знайдзіце плошчу трохвугольніка.
226. Градусная мера аднаго з вуглоў трохвугольніка роўна 60°, а радыус апісанай акружнасці роўны 4\ 3 см. Вылічыце даўжыню стараны, якая ляжыць супраць дадзенага вугла.