- Теорема о соотношениях между сторонами и углами треугольника;
- Неравенство треугольника.
- Знать теорему о соотношениях между сторонами и углами треугольника и следствия из нее;
- Знать теорему о неравенстве треугольника и следствие из нее;
- Уметь применять теоремы о соотношениях между сторонами и углами треугольника и о неравенстве треугольника при решении задач.
- Назовите виды треугольников (по углам);
- Назовите виды треугольников (по сторонам);
- Сформулируйте свойства равнобедренного треугольника;
- Как называются стороны прямоугольного треугольника.
Теорема о соотношениях между сторонами и углами треугольника
Теорема 1
В треугольнике:
- против большей стороны лежит больший угол;
- обратно, против большего угла лежит большая сторона.
Доказательство
Рассмотрим треугольник , пусть . Надо доказать, что (рис. 1).
- Отложим на стороне отрезок , равный , т.к. , точка лежит между точками и .
- - это часть , значит,
- , т. к. равнобедренный;
- - внешний угол треугольника , значит,
Получили: т. е.
Докажем обратное утверждение.
Пусть , надо доказать, что . Применим метод «от противного»:
- Предположим, что не больше , т. е. или .
- Если , то - равнобедренный и , что противоречит условию.
- Если , а против большей стороны лежит больший угол, то , что противоречит условию.
Наше предположение неверно, значит, .
Теорема доказана.
Следствие 1
В прямоугольном треугольнике гипотенуза больше катета.
Следствие 2 (признак равнобедренного треугольника)
Если два угла треугольника равны, то треугольник равнобедренный.
Действительно, если два угла треугольника равны, то стороны, лежащие против этих углов, тоже равны, что по определению равнобедренного треугольника и означает, что он будет равнобедренным.
Пример 1
- биссектриса треугольника . Какой отрезок больше: или ?
Решение
Рассмотрим треугольник (рис. 2).
лежит против угла , лежит против угла .
Сравним и .
- внешний угол для треугольника , значит, , но , т. к. - биссектриса, тогда , , значит, .
Ответ: .
Упражнение 1
- Докажите следствие 1 из теоремы о соотношениях между сторонами и углами треугольника.
- Докажите следствие 2 из теоремы о соотношениях между сторонами и углами треугольника. При доказательстве следствия 2 используйте метод «от противного».
- В треугольнике угол - тупой. На стороне отмечена точка . Докажите, что .
Неравенство треугольника
Теорема 2
Каждая сторона треугольника меньше суммы двух других сторон.
Доказательство
Дан треугольник . Надо доказать, что (рис. 3).
- Отложим на продолжении стороны отрезок , равный , получим равнобедренный треугольник, значит, как углы при его основании.
- Рассмотрим треугольник . , поэтому, и (в треугольнике против большего угла лежит большая сторона). , т. к. (см. п. 2), значит, .
Теорема доказана.
Следствие
Для любых трёх точек , и , не лежащих на одной прямой, будут справедливы неравенства:
Каждое из этих неравенств называется неравенством треугольника.
Пример 2
Существует ли треугольник со сторонами ? Ответ поясните.
Решение
- Выразим в одних единицах измерения: .
- , что противоречит неравенству треугольника.
Ответ: такой треугольник не существует.
Упражнение 2
- Стороны равнобедренного треугольника равны и . Какая из них является основанием?
- Точка лежит на стороне треугольника , . Докажите, что .
Контрольные вопросы
1. Сформулируйте теорему о соотношениях между сторонами и углами треугольника.
2. Какая сторона в прямоугольном треугольнике наибольшая?
3. Сформулируйте признак равнобедренного треугольника.
4. Сформулируйте теорему о неравенстве треугольника.
Упражнение 2
1. .
2.
1) Рассмотрим треугольник (рис. 4).
2) Рассмотрим треугольник .
(неравенство треугольника), .