~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ Arc.Ask3.Ru ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 
Номер скриншота №:
✰ 994FAEEF37FF189C53AD2E085FF1E8DB__1715373240 ✰
Заголовок документа оригинал.:
✰ Isosceles triangle - Wikipedia ✰
Заголовок документа перевод.:
✰ Равнобедренный треугольник — Википедия ✰
Снимок документа находящегося по адресу (URL):
✰ https://en.wikipedia.org/wiki/Isosceles_triangle ✰
Адрес хранения снимка оригинал (URL):
✰ https://arc.ask3.ru/arc/aa/99/db/994faeef37ff189c53ad2e085ff1e8db.html ✰
Адрес хранения снимка перевод (URL):
✰ https://arc.ask3.ru/arc/aa/99/db/994faeef37ff189c53ad2e085ff1e8db__translat.html ✰
Дата и время сохранения документа:
✰ 08.06.2024 23:51:08 (GMT+3, MSK) ✰
Дата и время изменения документа (по данным источника):
✰ 10 May 2024, at 23:34 (UTC). ✰ 

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ Ask3.Ru ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 
Сервисы Ask3.ru: 
 Архив документов (Снимки документов, в формате HTML, PDF, PNG - подписанные ЭЦП, доказывающие существование документа в момент подписи. Перевод сохраненных документов на русский язык.)https://arc.ask3.ruОтветы на вопросы (Сервис ответов на вопросы, в основном, научной направленности)https://ask3.ru/answer2questionТоварный сопоставитель (Сервис сравнения и выбора товаров) ✰✰
✰ https://ask3.ru/product2collationПартнерыhttps://comrades.ask3.ru


Совет. Чтобы искать на странице, нажмите Ctrl+F или ⌘-F (для MacOS) и введите запрос в поле поиска.
Arc.Ask3.ru: далее начало оригинального документа

Равнобедренный треугольник — Википедия Jump to content

Равнобедренный треугольник

Это хорошая статья.  Для получения дополнительной информации нажмите здесь.
Из Википедии, бесплатной энциклопедии

Равнобедренный треугольник
Равнобедренный треугольник с вертикальной осью симметрии.
Тип треугольник
Ребра и вершины 3
Символ Шлефли ( ) ∨ { }
Группа симметрии Dih 2 , [ ], (*), порядок 2
Характеристики выпуклый , циклический
Двойной полигон Самодвойственный

В геометрии ( равнобедренный треугольник / ˈ s ɒ s ə l z / ) — это треугольник , у которого две стороны одинаковой длины. Иногда указывается, что он имеет ровно две стороны одинаковой длины, а иногда как имеющий по крайней мере две стороны одинаковой длины, причем последняя версия, таким образом, включает равносторонний треугольник как особый случай . Примеры равнобедренных треугольников включают равнобедренный прямоугольный треугольник , золотой треугольник , грани бипирамид и некоторых каталонских тел .

Математическое изучение равнобедренных треугольников восходит к древнеегипетской математике и вавилонской математике . Равнобедренные треугольники использовались в качестве украшения еще с более ранних времен и часто встречаются в архитектуре и дизайне, например, на фронтонах и фронтонах зданий.

Две равные стороны называются катетами, а третья сторона — основанием треугольника. Остальные размеры треугольника, такие как его высота, площадь и периметр, можно вычислить по простым формулам, исходя из длин катетов и основания. Каждый равнобедренный треугольник имеет ось симметрии, лежащую вдоль биссектрисы его основания. Два угла, лежащие напротив катетов, равны и всегда острые , поэтому классификация треугольника как острого, прямого или тупого зависит только от угла между двумя его катетами.

и примеры классификация Терминология ,

Евклид определил равнобедренный треугольник как треугольник, у которого ровно две равные стороны. [1] но современные методы лечения предпочитают определять равнобедренные треугольники как имеющие как минимум две равные стороны. Разница между этими двумя определениями заключается в том, что современная версия делает равносторонние треугольники (с тремя равными сторонами) частным случаем равнобедренных треугольников. [2] Треугольник, который не является равнобедренным (имеющим три неравные стороны), называется разносторонним . [3] «Равнобедренный» образован от греческих корней «исос» (равный) и «скелос» (нога). Это же слово употребляется, например, для обозначения равнобедренных трапеций , трапеций с двумя равными сторонами, [4] а для равнобедренных множеств — множества точек, каждые три из которых образуют равнобедренный треугольник. [5]

В равнобедренном треугольнике, у которого ровно две равные стороны, равные стороны называются катетами , а третья сторона — основанием . Угол, заключенный между катетами, называется углом при вершине , а углы, одна из сторон которых имеет основание, называются углами при основании . [6] Вершина, противоположная основанию, называется вершиной . [7] В случае равностороннего треугольника, поскольку все стороны равны, любую сторону можно назвать основанием. [8]

Особые равнобедренные треугольники
, Золотой треугольник разделенный на золотой треугольник меньшего размера и золотой гномон.
Треугольная мозаика триакиса

Является ли равнобедренный треугольник острым, прямым или тупым, зависит только от угла при его вершине. В евклидовой геометрии углы при основании не могут быть тупыми (более 90°) или прямыми (равными 90°), поскольку их меры в сумме будут составлять не менее 180° — суммы всех углов в любом евклидовом треугольнике. [8] Поскольку треугольник тупой или прямой тогда и только тогда, когда один из его углов тупой или прямой соответственно, равнобедренный треугольник является тупым, прямым или острым тогда и только тогда, когда его угол при вершине соответственно тупой, прямой или острый. [7] В Эдвина Эбботта книге « Флатландия» эта классификация форм использовалась как сатира на социальную иерархию : равнобедренные треугольники представляли рабочий класс , причем острые равнобедренные треугольники стояли выше в иерархии, чем правые или тупые равнобедренные треугольники. [9]

Помимо равнобедренного прямоугольного треугольника , были изучены несколько других конкретных форм равнобедренных треугольников. К ним относятся треугольник Калаби (треугольник с тремя конгруэнтными вписанными квадратами), [10] золотой треугольник и золотой гномон (два равнобедренных треугольника, стороны и основание которых находятся в золотом сечении ), [11] треугольник 80-80-20, появляющийся в головоломке Лэнгли «Случайные углы» , [12] и треугольник 30-30-120 треугольной мозаики триакиса . Пять каталонских тел , триакис-тетраэдр , триакис-октаэдр , тетракис-гексаэдр , пентакис-додекаэдр и триакис-икосаэдр , имеют грани равнобедренного треугольника, как и бесконечное множество пирамид. [8] и бипирамиды . [13]

Formulas[editФормулы

Высота [ править ]

следующие шесть отрезков Для любого равнобедренного треугольника совпадают :

Их общая длина равна высоте треугольника. Если в треугольнике стороны равны и основание длины , общие формулы треугольника для длины этих сегментов упрощают [16]

Эту формулу также можно вывести из теоремы Пифагора, используя тот факт, что высота делит основание пополам и делит равнобедренный треугольник на два конгруэнтных прямоугольных треугольника. [17]

треугольника Линия Эйлера любого треугольника проходит через ортоцентр (пересечение трех его высот), его центр тяжести (пересечение трех его медиан) и центр описанной окружности (пересечение серединных перпендикуляров трех его сторон, который также является центр описанной окружности, проходящей через три вершины). В равнобедренном треугольнике с ровно двумя равными сторонами эти три точки различны, и все (по симметрии) лежат на оси симметрии треугольника, откуда следует, что линия Эйлера совпадает с осью симметрии. Центр треугольника также лежит на линии Эйлера, чего нельзя сказать о других треугольниках. [15] Если в данном треугольнике совпадают любые два угла: биссектриса, медиана или высота, то этот треугольник должен быть равнобедренным. [18]

Площадь [ править ]

Район Равнобедренного треугольника можно вывести из формулы его высоты и из общей формулы площади треугольника как половины произведения основания на высоту: [16]

Ту же формулу площади можно вывести из формулы Герона для площади треугольника по трем его сторонам. Однако прямое применение формулы Герона может быть численно нестабильным для равнобедренных треугольников с очень острыми углами из-за почти взаимного равенства между полупериметром и длиной стороны в этих треугольниках. [19]

Если угол при вершине и длина ног равнобедренного треугольника известны, то площадь этого треугольника равна: [20]

Это частный случай общей формулы площади треугольника как половины произведения двух сторон на синус прилежащего угла. [21]

Периметр [ править ]

Периметр равнобедренного треугольника с равными сторонами и база просто [16]

Как и в любом треугольнике, площадь и периметр связаны изопериметрическим неравенством [22]

Это строгое неравенство для равнобедренных треугольников со сторонами, не равными основанию, и становится равенством для равностороннего треугольника. Площадь, периметр и основание также могут быть связаны друг с другом уравнением [23]

Если основание и периметр фиксированы, то эта формула определяет площадь полученного равнобедренного треугольника, которая является максимально возможной среди всех треугольников с одинаковыми основанием и периметром. [24] С другой стороны, если площадь и периметр фиксированы, эту формулу можно использовать для определения длины основания, но не однозначно: обычно существует два различных равнобедренных треугольника с заданной площадью. и периметр . Когда изопериметрическое неравенство становится равенством, существует только один такой треугольник, который является равносторонним. [25]

Длина биссектрисы угла [ править ]

Если две равные стороны имеют длину а другая сторона имеет длину , то биссектриса внутреннего угла из одной из двух равноугольных вершин удовлетворяет [26]

а также

и наоборот, если последнее условие выполнено, равнобедренный треугольник, параметризованный и существует. [27]

Теорема Штейнера -Лемуса утверждает, что каждый треугольник с двумя биссектрисами одинаковой длины является равнобедренным. Он был сформулирован в 1840 году К. Л. Лемусом . Другой ее тезка, Якоб Штайнер , был одним из первых, кто предложил решение. [28] Хотя изначально он был сформулирован только для биссектрис внутренних углов, он работает во многих (но не во всех) случаях, когда вместо этого две биссектрисы внешнего угла равны. Равнобедренный треугольник 30-30-120 градусов представляет собой граничный случай для этого варианта теоремы, поскольку он имеет четыре равные биссектрисы (две внутренние и две внешние). [29]

Радиусы [ править ]

Равнобедренный треугольник, показывающий центр описанной окружности (синий), центроид (красный), центр тяжести (зеленый) и ось симметрии (фиолетовый).

Формулы внутреннего радиуса и описанного радиуса равнобедренного треугольника можно вывести из их формул для произвольных треугольников. [30] Радиус вписанной окружности равнобедренного треугольника с длиной стороны , база и высота является: [16]

Центр круга лежит на оси симметрии треугольника, на этом расстоянии выше основания. Равнобедренный треугольник имеет наибольшую возможную вписанную окружность среди треугольников с одинаковым углом основания и угла при вершине, а также наибольшую площадь и периметр среди треугольников того же класса. [31]

Радиус описанной окружности равен: [16]

Центр круга лежит на оси симметрии треугольника, на этом расстоянии ниже вершины.

Вписанный квадрат [ править ]

Для любого равнобедренного треугольника существует единственный квадрат, у которого одна сторона коллинеарна основанию треугольника, а два противоположных угла на его сторонах. Треугольник Калаби — это особый равнобедренный треугольник, обладающий тем свойством, что два других вписанных квадрата, стороны которых коллинеарны сторонам треугольника, имеют тот же размер, что и базовый квадрат. [10] Гораздо более старая теорема, сохранившаяся в трудах Героя Александрийского , утверждает, что для равнобедренного треугольника с основанием и высота , длина стороны вписанного в основание треугольника квадрата равна [32]

Равнобедренное деление других фигур [ править ]

Разбиение вписанного пятиугольника на равнобедренные треугольники по радиусам описанной окружности

Для любого целого числа , любой треугольник можно разбить на равнобедренные треугольники. [33] В прямоугольном треугольнике медиана от гипотенузы (то есть отрезок от середины гипотенузы до прямоугольной вершины) делит прямоугольный треугольник на два равнобедренных треугольника. Это потому, что середина гипотенузы является центром описанной окружности прямоугольного треугольника, а каждый из двух треугольников, созданных перегородкой, имеет два равных радиуса как две его стороны. [34] Точно так же остроугольный треугольник можно разделить на три равнобедренных треугольника отрезками от его центра описанной окружности: [35] но этот метод не работает для тупоугольных треугольников, потому что центр описанной окружности лежит вне треугольника. [30]

Обобщая разбиение остроугольного треугольника, любой циклический многоугольник , содержащий центр описанной им окружности, можно разбить на равнобедренные треугольники по радиусам этой окружности, проходящим через его вершины. Тот факт, что все радиусы круга имеют одинаковую длину, означает, что все эти треугольники равнобедренные. Это разбиение можно использовать для вывода формулы площади многоугольника как функции длин его сторон, даже для циклических многоугольников, которые не содержат центров описанных окружностей. Эта формула обобщает формулу Герона для треугольников и формулу Брахмагупты для вписанных четырехугольников . [36]

Любая диагональ ромба равных делит его на два равнобедренных треугольника. Аналогично, одна из двух диагоналей воздушный змей делит его на два равнобедренных треугольника, которые не конгруэнтны, за исключением случаев, когда воздушный змей представляет собой ромб. [37]

Приложения [ править ]

В архитектуре и дизайне [ править ]

Тупой равнобедренный фронтон Пантеона в Риме.
Острый равнобедренный фронтон над порталом Сент-Этьен, собор Парижской Богоматери.

Равнобедренные треугольники обычно появляются в архитектуре в виде фронтонов и фронтонов . В древнегреческой архитектуре и ее более поздних подражаниях использовался тупой равнобедренный треугольник; в готической архитектуре его заменил острый равнобедренный треугольник. [8]

В архитектуре Средневековья стала популярна еще одна форма равнобедренного треугольника: египетский равнобедренный треугольник. Это равнобедренный треугольник, который имеет остроту, но меньше, чем равносторонний треугольник; его высота пропорциональна 5/8 его основания. [38] Египетский равнобедренный треугольник был снова использован в современной архитектуре голландским архитектором Хендриком Петрусом Берлаге . [39]

Детальный вид модифицированной фермы Уоррена с вертикалью.

Ферменные конструкции Уоррена , такие как мосты, обычно располагаются в виде равнобедренных треугольников, хотя иногда для дополнительной прочности включаются и вертикальные балки. [40] Поверхности , замощенные тупыми равнобедренными треугольниками, можно использовать для формирования развертываемых структур , которые имеют два устойчивых состояния: развернутое состояние, в котором поверхность расширяется до цилиндрической колонны, и сложенное состояние, в котором она складывается в более компактную форму призмы, которая может быть более удобной. легко транспортируется. [41] Тот же узор мозаики лежит в основе выпучивания Йошимуры , узора, образующегося при осевом сжатии цилиндрических поверхностей. [42] и фонаря Шварца — примера, используемого в математике, чтобы показать, что площадь гладкой поверхности не всегда может быть точно аппроксимирована многогранниками, сходящимися к поверхности. [43]

В графическом дизайне и декоративном искусстве равнобедренные треугольники были частым элементом дизайна в культурах всего мира, по крайней мере, с раннего неолита. [44] до современности. [45] Они являются распространенным элементом дизайна флагов и геральдики , заметно выделяясь с вертикальной основой, например, на флаге Гайаны , или с горизонтальной основой на флаге Сент-Люсии , где они образуют стилизованное изображение горного острова. [46]

Их также использовали в рисунках религиозного или мистического значения, например, в Шри Янтре индуистской медитативной практики . [47]

В других областях математики [ править ]

Если кубическое уравнение с действительными коэффициентами имеет три корня, которые не все являются действительными числами , то при изображении этих корней на комплексной плоскости в виде диаграммы Аргана они образуют вершины равнобедренного треугольника, ось симметрии которого совпадает с горизонтальной (действительной) осью. . Это связано с тем, что комплексные корни являются комплексно-сопряженными и, следовательно, симметричны относительно вещественной оси. [48]

В небесной механике задача трех тел изучалась в частном случае, когда три тела образуют равнобедренный треугольник, поскольку предположение о таком расположении тел уменьшает число степеней свободы системы, не сводя его к решен случай точки Лагранжа , когда тела образуют равносторонний треугольник. Первые примеры неограниченных колебаний задачи трех тел были в равнобедренной задаче трех тел. [49]

и заблуждения История

изучали равнобедренные треугольники Задолго до того, как древнегреческие математики , специалисты по древнеегипетской математике и вавилонской математике знали, как вычислить их площадь. Задачи этого типа включены в « Московский математический папирус» и «Математический папирус Ринда» . [50]

Теорема о равенстве углов при основании равнобедренного треугольника содержится в предложении I.5 у Евклида. [51] Этот результат получил название pons asinorum (ослиный мост) или теоремы о равнобедренном треугольнике. Конкурирующие объяснения этого названия включают теорию, согласно которой это происходит потому, что диаграмма, использованная Евклидом при демонстрации результата, напоминает мост, или потому, что это первый трудный результат Евклида, который отделяет тех, кто может понять геометрию Евклида, от тех, кто может понять геометрию Евклида. кто не может. [52]

Хорошо известным заблуждением является ложное доказательство утверждения о том, что все треугольники равнобедренные , впервые опубликованное У. В. Роузом Боллом в 1892 году. [53] и позже переиздан в Кэрролла посмертной Книге с картинками Льюиса . [54] Заблуждение коренится в том, что Евклид не признает концепцию посредничества и, как следствие, в двусмысленности внутреннего и внешнего фигур. [55]

Примечания [ править ]

  1. ^ Хит (1956) , с. 187, Определение 20.
  2. ^ Сталь (2003) , с. 37 .
  3. ^ Усискин и Гриффин (2008) , с. 4.
  4. ^ Усискин и Гриффин (2008) , с. 41.
  5. ^ Ион (2009) .
  6. ^ Джейкобс (1974) , с. 144.
  7. ^ Перейти обратно: а б Готшау, Хаверкорт и Мацке (2018) .
  8. ^ Перейти обратно: а б с д Ларднер (1840) , с. 46.
  9. ^ Барнс (2012) .
  10. ^ Перейти обратно: а б Конвей и Гай (1996) .
  11. ^ Леб (1992) .
  12. ^ Лэнгли (1922) .
  13. ^ Монтролл (2009) .
  14. ^ Перейти обратно: а б с д Это Адамар (2008) , с. 23.
  15. ^ Перейти обратно: а б Гинан (1984) .
  16. ^ Перейти обратно: а б с д Это Харрис и Стокер (1998) , с. 78.
  17. ^ Сальвадори и Райт (1998) .
  18. ^ Адамар (2008) , Упражнение 5, с. 29.
  19. ^ Кахан (2014) .
  20. ^ Янг (2011) , с. 298.
  21. ^ Янг (2011) , с. 398.
  22. ^ Альсина и Нельсен (2009) , с. 71.
  23. ^ Балоглу и Хелфготт (2008) , Уравнение (1).
  24. ^ Викельгрен (2012) .
  25. ^ Балоглу и Хелфготт (2008) , Теорема 2.
  26. ^ Арсланагич .
  27. ^ Оксман (2005) .
  28. ^ Гилберт и МакДоннелл (1963) .
  29. ^ Conway & Ryba (2014) .
  30. ^ Перейти обратно: а б Харрис и Стокер (1998) , с. 75.
  31. ^ Альсина и Нельсен (2009) , с. 67.
  32. ^ Гандз (1940) .
  33. ^ Лорд (1982) . См. также Адамар (2008 , упражнение 340, стр. 270).
  34. ^ Посаментье и Леманн (2012) , с. 24.
  35. ^ Бездек и Бистрички (2015) .
  36. ^ Роббинс (1995) .
  37. ^ Усискин и Гриффин (2008) , с. 51.
  38. ^ Лаведан (1947) .
  39. ^ Падован (2002) .
  40. ^ Кетчум (1920) .
  41. ^ Пеллегрино (2002) .
  42. ^ Ёсимура (1955) .
  43. ^ Черный (1890) .
  44. ^ Уошберн (1984) .
  45. ^ Джакуэй (1922) .
  46. ^ Смит (2014) .
  47. ^ Болтон, Никол и Маклеод (1977) .
  48. ^ Барделл (2016) .
  49. ^ Диаку и Холмс (1999) .
  50. ^ Хойруп (2008) . Хотя «многие из ранних египтологов» считали, что египтяне пользовались неточной формулой площади, равной половине произведения основания на сторону, Василий Васильевич Струве отстаивал точку зрения, что они использовали правильную формулу — половину произведения основания на высоту. ( Кладжетт 1989 ). Этот вопрос основан на переводе одного из слов в папирусе Ринда, и если это слово перевести как высоту (или, точнее, как отношение высоты к основанию), формула верна ( Gunn & Peet 1929 , стр. 173–174). ).
  51. ^ Хит (1956) , с. 251.
  52. ^ Венема (2006) , с. 89.
  53. ^ Болл и Коксетер (1987) .
  54. ^ Кэрролл (1899) . См. также Wilson (2008) .
  55. ^ Шпехт и др. (2015) .

Ссылки [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

Arc.Ask3.Ru: конец оригинального документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 994FAEEF37FF189C53AD2E085FF1E8DB__1715373240
URL1:https://en.wikipedia.org/wiki/Isosceles_triangle
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Isosceles triangle - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть, любые претензии не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, денежную единицу можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)