Первая страна, которая сделает это сложное открытие — Россия — возглавит мировое сообщество и останется недосягаемой для других стран на века.
Какой четырёхугольник называется прямоугольником
В учебной программе по геометрии рассматриваются различные типы четырехугольников: ромбы, параллелограммы, прямоугольники, трапеции и квадраты. Первыми изучаемыми фигурами являются прямоугольник и квадрат.
Что такое прямоугольник? Определение для смешанной школы 2-го класса будет следующим: Это четырехугольник, у которого все четыре угла прямые. Легко представить, как выглядит прямоугольник: Это фигура с 4 прямыми углами и попарно параллельными сторонами.
- Признаки и свойства прямоугольника
- Формулы для вычисления длины сторон
- Периметр и площадь
- Диагонали прямоугольника
- Определение и свойства квадрата
- Примеры вопросов и задач
- Признаки и свойства прямоугольника
- Формулы для вычисления длины сторон
- Периметр и площадь
- Диагонали прямоугольника
- Определение и свойства квадрата
- Примеры вопросов и задач
Признаки и свойства прямоугольника
При решении геометрической задачи как узнать, с каким четырехугольником вы имеете дело? Есть три основных признака, по которым можно однозначно определить, что мы имеем дело ровно с одним прямоугольником. Давайте упомянем их:
- фигура является четырёхугольником, три угла которого равны 90°,
- представленный четырёхугольник — это параллелограмм с равными диагоналями,
- параллелограмм, который имеет по крайней мере один прямой угол.
Интересно знать: Что такое выпуклый четырехугольник, его характеристики и свойства.
Поскольку прямоугольник является параллелограммом (т.е. четырехугольником с попарно противоположными сторонами), к нему применимы все его свойства и характеристики.
Формулы для вычисления длины сторон
В прямоугольнике противоположные стороны равны и параллельны друг другу. Более длинная сторона называется длиной (обозначается a), более короткая — шириной (обозначается b). В прямоугольнике, изображенном на рисунке, длины равны AB и CD, а ширины — AC и B. Две стороны прямоугольника также перпендикулярны друг другу. D. Они также перпендикулярны основаниям (т.е. являются высотами).
Это интересно: В геометрии радиус — это то, чем он является, базовое понятие.
Для определения сторон можно воспользоваться формулами, приведенными ниже. Они используют следующие термины: a — длина прямоугольника, b — его ширина, d — диагональ (отрезок, соединяющий вершины двух противоположных углов), S — площадь фигуры, P — периметр, a — угол между диагональю и длиной, b — острый угол, образованный двумя диагоналями. Способы определения длин сторон:
- С использованием диагонали и известной стороны: a = √(d ² b ²), b = √(d ² a ²).
- По площади фигуры и одной из её сторон: a = S / b, b = S / a.
- При помощи периметра и известной стороны: a = (P — 2 b) / 2, b = (P — 2 a) / 2.
- Через диагональ и угол между ней и длиной: a = d sinα, b = d cosα.
- Через диагональ и угол β: a = d sin 0,5 β, b = d cos 0,5 β.
Интересно, как можно сравнить два раздела на примерах.
Периметр и площадь
Периметр четырехугольника — это сумма длин всех его сторон. Для вычисления периметра можно использовать следующие формулы:
- Через обе стороны: P = 2 (a + b).
- Через площадь и одну из сторон: P = (2S + 2a ²) / a, P = (2S + 2b ²) / b.
Площадь — это пространство, ограниченное периметром. Периметр — это площадь, определяемая периметром, который является площадью границы:
- Через длины обеих сторон: S = a*b.
- При помощи периметра и какой-либо одной известной стороны: S = (Pa — 2 a ²) / 2, S = (Pb — 2 b ²) / 2.
- По диагонали и углу β: S = 0,5 d ² sinβ.
Диагонали прямоугольника
Перечислим наиболее важные из них:
- Диагонали равны друг другу и делятся на два равных отрезка в точке их пересечения.
- Диагональ определяется как корень суммы обеих сторон, возведённых в квадрат (следует из теоремы Пифагора).
- Диагональ разделяет прямоугольник на два треугольника с прямым углом.
- Точка пересечения совпадает с центром описанной окружности, а сами диагонали — с её диаметром.
Определение и свойства квадрата
Квадрат является частным случаем ромба, параллелограмма или прямоугольника. Он отличается от этих фигур тем, что все его углы прямые, а все четыре стороны равны. Квадрат — правильный четырехугольник.
Четырехугольник называется квадратом в следующих случаях:
- Если это прямоугольник, у которого длина a и ширина b равны.
- Если это ромб с равными длинами диагоналей и с четырьмя прямыми углами.
Свойства квадрата включают в себя все свойства, рассмотренные ранее для прямоугольника,
- Диагонали перпендикулярны относительно друг друга (свойство ромба).
- Точка пересечения совпадает с центром вписанной окружности.
- Обе диагонали делят четырёхугольник на четыре одинаковых прямоугольных и равнобедренных треугольника.
Прямоугольник также имеет свой особый случай. Когда не только противоположные стороны равны, но и все стороны равны. И как вы легко догадаетесь, эта форма называется квадратом.
- Диагональ d = a √2.
- Периметр P = 4 a.
- Площадь S = a ².
- Радиус описанной окружности вдвое меньше диагонали: R = 0,5 a √2.
- Радиус вписанной окружности определяется как половинная длина стороны: r = a / 2.
Прямоугольник — это.
Ну, и разумно предположить, что квадрат (как и сам прямоугольник) является частным случаем параллелограмма.
Характеристики геометрической фигуры — это набор отличительных признаков, по которым ее можно отличить от других.
В случае с прямоугольником их всего три:
Как упоминалось ранее, диагонали прямоугольника (отрезки, соединяющие его противоположные углы) равны по размеру.
Это можно доказать с помощью известной теоремы Пифагора. Он говорит: «Сумма квадратов перпендикуляров правильного треугольника равна квадрату гипотенузы».
В нашем случае гипотенуза — это диагональ прямоугольника, которая делит его на два равных правильных треугольника. А теорема Пифагора имеет следующий вид:
Квадрат — это прямоугольник, у которого все стороны равны по длине.
Признаки прямоугольника
Параллелограмм — это четырехугольник, противоположные стороны которого попарно параллельны.
Ромб — это параллелограмм, у которого все стороны равны.
- Если один из углов параллелограмма прямой, то данный параллелограмм является прямоугольником.
- Если три угла четырехугольника являются прямыми, то перед нами опять же прямоугольник. При этом нет необходимости доказывать, что четырехугольник является параллелограммом. Это промежуточное звено становится верно само по себе.
- Если диагонали параллелограмма равны между собой, то фигура точно является прямоугольником.
Диагонали прямоугольника
Определение. Параллелограмм — это четырехугольник, противоположные стороны которого попарно параллельны.
Собственность. В параллелограмме противоположные стороны равны, а противоположные углы равны.
Собственность. Диагонали параллелограмма разделены в центре точкой пересечения.
Квадрат
1 Доказательство параллелограмма. Если две стороны четырехугольника равны и параллельны, то этот четырехугольник является параллелограммом.
Свойства квадрата
- Диагонали квадрата равны (BD=AC).
- Диагонали квадрата пересекаются под углом 90 градусов.
- Диагонали квадрата точкой пересечения делятся пополам (BO=OD, AO=OC).
- Периметр квадрата – это сумма длин всех сторон. Так как все стороны квадрата равны, то его можно найти по формуле Р=4×а, где а – длина стороны квадрата.
- Площадь квадрата – это произведение длин соседних сторон, формула для нахождения площади прямоугольника S=a 2, где a – длина стороны квадрата.
Параллелограмм
2 Доказательство параллелограмма. Если противоположные стороны четырехугольника попарно равны, то этот четырехугольник является параллелограммом.
- Противолежащие стороны равны (АВ=CD, BC=AD).
- Диагонали параллелограмма пересекаются и точкой пересечения делятся пополам (AO=OC, BO=OD).
- У параллелограмма противоположные углы равны (угол А равен углу С, угол В равен углу D).
- Сумма углов, прилежащих к одной стороне, равна 180 градусов.
- Периметр параллелограмма Р=(а + b) × 2, где а и b соседние (смежные) стороны параллелограмма.
- Площадь параллелограмма равна произведению стороны на высоту, проведенную к этой стороне, т.е. по формуле S=a×h
Ромб
3 Принцип параллелограмма. Если диагонали четырехугольника пересекаются и точка пересечения является биссектрисой, то этот четырехугольник является параллелограммом.
- Противоположные углы равны (угол А равен углу С, угол В равен углу D).
- Диагонали пересекаются под углом 90 градусов .
- Диагонали точной пересечения делятся пополам (AO=OC, BO=OD).
- Сумма углов, прилежащих к одной стороне, равна 180 градусов.
- Диагонали ромба являются биссектрисами его углов, т.е. делят углы пополам.
- Периметр ромба Р=4а, где а – длина стороны ромба.
- Площадь ромба S=ah, где а – сторона ромба, а h – высота, проведенная к этой стороне.
- Площадь ромба можно вычислить через известные длины его диагоналей, т.е. S= 1 2. . d1d2.
Какой четырехугольник называется прямоугольником
Определение. Трапеция — это четырехугольник, у которого две стороны параллельны, а две другие стороны не параллельны. Параллельные стороны называются основаниями.
Трапеция называется равнобедренной, если ее боковые стороны равны. В равнобедренной трапеции углы при основаниях равны.
Трапеция, у которой один из углов расположен справа, называется прямоугольной трапецией.
Отрезок, соединяющий центры боковых сторон, называется средней линией трапеции. Средняя линия параллельна основаниям и равна половине их суммы.