Автор: Стародумова Людмила Павловна Должность: учитель математики Учебное заведение: МБОУ СОШ "Гимназия №5 города Кызыла Республики Тыва" Населённый пункт: Кызыл Наименование материала: проект Тема: Площадь треугольника Раздел: полное образование
Тема: Площадь треугольника.
В школьном курсе изучают лишь
несколько основных формул для
нахождения площади треугольника.
Эта тема очень актуальна, т.к. задачи на
нахождения площади треугольника очень
часто встречаются в материалах ЕГЭ.
Таблица формул
№
Данные элементы
Формулы
1
a, b
S =
2
a, h
S = ah
3
B, c, sin A
bc * sin A
4
p, r
S = pr
5
R, a, b, c
S =
6
a, b, c, p
S =
7
R, sin A, sin B, sin C
S = 2
8
S= *
9
a, ctg C, ctg B
S =
10
a, cin A, sin B, sin C
S =
№
Данные элементы
Формулы
1
a, b
2
a, h
3
B, c, sin A
4
p, r
5
R, a, b, c
6
a, b, c, p
7
R, sin A, sin B, sin C
8
9
a, ctg C, ctg B
10
a, cin A, sin B, sin C
Формула Герона
Рассмотрим треугольник ABC,в котором AB= c,
BC=a, AC=b. Пусть A и B- острые углы тре-
угольника. Введем обозначения: CH=h,
AH=y, HB=x. По теореме Пифагора
-==-,откуда
-=-,или =-,
а так как y + x = c, то y – x = (-).
Складывая два последних равенства, получаем:
2y = + c, откуда y = , и, значит , =-=(b-y)(b+y) =
= (b- ) (b+ )= * =
= =
Следовательно, h= .
Но S = hc , откуда и получаем формулу Герона. Теорема доказана.
A
a
b
B
C
h
H
y
x
c
2 способ доказательства формулы Герона.
Выразим в треугольнике ABC косинуc угла A через стороны :
Cos a=
Из основного тригонометрического тождества найдем квадрат синуса угла A:
a = 1-()=
==
==
A
B
C
c
a
b
= =
= Отсюда следует, что
= = * * *
Если обозначить полупериметр треугольника через p, то полученное равенство запишется в виде:
= p(p-a)(p-b)(p-c).
В результате приходим к известной формуле Герона для площади треугольника:
S = .
3 способ доказательства формулы Герона.
Докажем, что для любых векторов и справедливо равенство
= * - , где S – площадь параллелограмма построенного
на векторах и
Доказательство:
Векторы и неколлинеарные. Построим параллелограмм OACB на этих векторах и пусть - площадь треугольника OAB.
Тогда по теореме о площади треугольника получаем:
= OA * OB sin A
S = 2 = OA * OB sin A.
= A = (* )-раскроем скобки
= * - )
= (+ )
A
O
b
B
a
c
C
A
Т.к. ,то получаем
()
= =
= =
=
B
A
b
a
c
A
O
C
S = 2
Доказательство:
= = = 2R
Выразим a, b, c:
a = 2R sin A, b = 2R sin B, c = 2R sin C =>
S = = = sin A sin B sin C
R
B
A
C
Задача №1
Найти площадь треугольника, если его медианы равны 9 см, 12 см и 15 см.
Решение:
Достроим треугольник ABC до параллелограмма ABDC
Треугольник ABC = треугольнику DCB =>
C= B(как медианы треугольников)
– средняя линия треугольника ABC, поэтому AD = A
Таким образом треугольник построен из медиан треугольника ABC.
Найдем его площадь по формуле Герона:
P = (12+5+9)=18
= = =
= = 18*3 = 54
Пусть S- площадь ABC, тогда =2S
= S (по свойству медиан)
= S (аналогично)
B
A
C
D
Треугольники C и CAD подобны. Их площади относятся как
k = .
= = = S
Тогда = 2S - - = S =>
* = 54 * = 18*4 = 72
Ответ: S = 72
A
D
C
B
Задача №2
1 способ
Найти площадь треугольника со сторонами ,
Решение: Пусть AB = , AC =
Попробуем решить эту задачу по формуле Герона:
p =
S =
В итоге получится большое нерациональное число, считать которое очень долго и сложно.
C
B
A
A
Задача №2 2 способ
Найти площадь треугольника со сторонами , ,
Решение: Пусть AB = , BC =, AC =
Вычислим косинус одного из углов по теореме косинусов:
= - 2 AB*AC * cos A
Cos A =
Cos A = =
Теперь вычислим синус этого угла
По основному тригонометрическому тождеству получаем:
Sin A =
Sin A = 1= =
Теперь найдем S треугольника по формуле S = AB * AC * sin A = * * =
Ответ: S =
A
B
A
C
Вывод:
Почему я выбрала именно эту тему? Она помогла мне с большей точностью понять
доказательства теорем, доказываемых в школе, узнать много новых формул и
доказательств, которые не изучаются в школьной программе, изучить некоторые
тригонометрические тождества, и, безусловно, это поможет мне в будущем при сдачи
ЕГЭ.
Спасибо за внимание!