Как найти угол в трапеции по сторонам. Углы равнобедренной трапеции. Свойства трапеции, описанной около окружности
Трапеция - это геометрическая фигура, четырехугольник, который имеет две параллельные линии. Иные две линии параллельными быть не могут, в таком случае это был бы параллелограмм.
Виды трапеций
Трапеции бывают трех видов: прямоугольная, когда два угла трапеции составляют по 90 градусов; равносторонняя, в которой две боковые линии равные; разносторонняя, где боковые линии разной длинны.
Работая с трапециями, можно научиться вычислять их площадь, высоту, размер линий, а также разобраться в том, как находить углы трапеции.
Прямоугольная трапеция
Прямоугольная трапеция имеет два угла по 90 градусов. Сумма остальных двух углов равняется 180 градусам. Поэтому есть способ, как найти углы прямоугольной трапеции, зная размер одного из углов. Пусть он составляет, например, 26 градусов. Всего лишь необходимо из общей суммы углов трапеции - 360 градусов — вычесть сумму известных углов. 360-(90+90+26) = 154. Искомый угол будет составлять 154 градуса. Можно считать проще: так как два угла — прямые, то в сумме они будут составлять 180 градусов, то есть половину 360; сумма непрямых углов также будет равна 180, поэтому можно сосчитать проще и быстрее 180 -26 =154.
Равнобедренная трапеция
Равнобедренная трапеция имеет две равные стороны, которые не являются основаниями. Есть формулы, которые разъясняют, как найти углы равнобедренной трапеции.
Расчет 1, если даны размеры сторон трапеции
Они обозначаются буквами A, В и C: A - размеры боковых сторон, В и C - размеры основания, меньшего и большего соответственно. Трапецию необходимо также назвать АВСD. Для вычислений необходимо провести высоту Н из угла В. Образовался прямоугольный треугольник ВНА, где АН и ВН - катеты, АВ - гипотенуза. Теперь можно вычислить размер катета АН. Для этого необходимо от большей основы трапеции вычесть меньшую, и разделить пополам, т.е. (с-b)/2.
Чтобы найти острый угол треугольника, необходимо использовать функциюcos. Cos искомого угла (β) будет равен а / ((с-b)/2). Чтобы узнать размер угла β, необходимо воспользоваться функцией arcos. β = arcos 2а/с-b. Т.к. два угла равносторонней трапеции равны, то они будут составлять: угол ВАD = углу СDА = arcos 2а/с-b.
Расчет 2. Если даны размеры оснований трапеции.
Имея значения оснований трапеции - а и b, можно воспользоваться тем же методом, что и в предыдущем решении. Из угла b необходимо опустить высоту h. Имея размеры двух катетов только что созданного треугольника, можно воспользоваться похожей тригонометрической функцией, только в этом случае это буде tg. Чтобы преобразовать угол и получить его значение, необходимо воспользоваться функцией arctg. Исходя из формул, получаем размеры искомых углов:
β = arctg 2h/с-b, а угол α = 180 - arctg 2h/с-b/
Обычная разносторонняя трапеция
Есть способ, как найти больший угол трапеции. Для этого необходимо знать размеры обоих острых углов. Зная их, и зная, что сумма углов при любом основании трапеции составляет 180 градусов, делаем вывод, что искомый тупой угол будет состоять из разницы 180 - размер острого угла. Также можно найти и другой тупой угол трапеции.
Задачи с трапецией не кажутся сложными в ряде фигур, которые изучены ранее. Как частный случай рассматривается прямоугольная трапеция. А при поиске ее площади иногда бывает удобнее разбить ее на две уже знакомые: прямоугольник и треугольник. Стоит только немного подумать, и решение обязательно найдется.
Определение прямоугольной трапеции и ее свойства
У произвольной трапеции основания параллельны, а боковые стороны могут иметь произвольное значение углов к ним. Если рассматривается прямоугольная трапеция, то в ней одна из сторон всегда перпендикулярна основаниям. То есть два угла в ней будут равны 90 градусам. Причем они всегда принадлежат смежным вершинам или, другими словами, одной боковой стороне.
Другие углы в прямоугольной трапеции − это всегда острый и тупой. Причем их сумма всегда будет равна 180 градусам.
Каждая диагональ образует с ее меньшей боковой стороной прямоугольный треугольник. А высота, которая проведена из вершины с тупым углом, делит фигуру на две. Одна из них прямоугольник, а другая − прямоугольный треугольник. Кстати, эта сторона всегда равна высоте трапеции.
Какие обозначения приняты в представленных формулах?
Все величины, используемые в разных выражениях, которые описывают трапецию, удобно сразу оговорить и представить в таблице:
Формулы, которые описывают элементы прямоугольной трапеции
Самая простая из них связывает высоту и меньшую боковую сторону:
Еще несколько формул для этой стороны прямоугольной трапеции:
с = d *sinα;
c = (a - b) * tg α;
c = √ (d 2 - (a - b) 2).
Первая вытекает из прямоугольного треугольника. И говорит о том, что катет к гипотенузе дает синус противолежащего угла.
В том же треугольнике второй катет равен разности двух оснований. Поэтому справедливо утверждение, которое приравнивает тангенс угла к отношению катетов.
Из того же треугольника можно вывести формулу, основываясь на знании теоремы Пифагора. Это третье записанное выражение.
Можно записать формулы для другой боковой стороны. Их тоже три:
d = (a - b) /cosα;
d = c / sin α;
d = √ (c 2 + (а - b) 2).
Первые две опять получаются из соотношения сторон в том же прямоугольном треугольнике, а вторая выводится из теоремы Пифагора.
Какой формулой можно воспользоваться для расчета площади?
Той, что дана для произвольной трапеции. Только нужно учесть, что высотой является сторона, перпендикулярная к основаниям.
S = (a + b) * h / 2.
Эти величины не всегда даны явно. Поэтому чтобы вычислить площадь прямоугольной трапеции, потребуется выполнить некоторые математические выкладки.
Как быть, если нужно вычислить диагонали?
В этом случае нужно увидеть, что они образуют два прямоугольных треугольника. Значит, всегда можно воспользоваться теоремой Пифагора. Тогда первая диагональ будет выражаться так:
d1 = √ (с 2 + b 2)
или по-другому, заменив «с» на «h»:
d1 = √ (h 2 + b 2).
Аналогичным образом получаются формулы для второй диагонали:
d2 = √ (с 2 + b 2) или d 2 = √ (h 2 + а 2).
Задача №1
Условие . Площадь прямоугольной трапеции известна и равна 120 дм 2 . Ее высота имеет длину 8 дм. Необходимо вычислить все стороны трапеции. Дополнительным условием является то, что одно основание меньше другого на 6 дм.
Решение. Поскольку дана прямоугольная трапеция, в которой известна высота, то сразу же можно сказать о том, что одна из сторон равна 8 дм, то есть меньшая боковая сторона.
Теперь можно сосчитать другую: d = √ (с 2 + (а - b) 2). Причем здесь сразу даны и сторона с, и разность оснований. Последнее равно 6 дм, это известно из условия. Тогда d будет равняться квадратному корню из (64 + 36), то есть из 100. Так найдена еще одна боковая сторона, равная 10 дм.
Сумму оснований можно найти из формулы для площади. Она будет равна удвоенному значению площади, разделенному на высоту. Если считать, то получается 240 / 8. Значит, сумма оснований — это 30 дм. С другой стороны, их разность равна 6 дм. Объединив эти уравнения, можно сосчитать оба основания:
а + b = 30 и а - b = 6.
Можно выразить а как (b + 6), подставить его в первое равенство. Тогда получится, что 2b будет равняться 24. Поэтому просто b окажется 12 дм.
Тогда последняя сторона а равна 18 дм.
Ответ. Стороны прямоугольной трапеции: а = 18 дм, b = 12 дм, с = 8 дм, d = 10 дм.
Задача №2
Условие. Дана прямоугольная трапеция. Ее большая боковая сторона равняется сумме оснований. Ее высота имеет длину 12 см. Построен прямоугольник, стороны которого равны основаниям трапеции. Необходимо вычислить площадь этого прямоугольника.
Решение. Начать нужно с искомого. Нужная площадь определится как произведение a и b. Обе эти величины не известны.
Потребуется использовать дополнительные равенства. Одно из них построено на утверждении из условия: d = а + b. Необходимо воспользоваться третьей формулой для этой стороны, которая дана выше. Получится: d 2 = с 2 + (a - b) 2 или (a + b) 2 = с 2 + (a - b) 2 .
Необходимо сделать преобразования, подставив вместо с его значение из условия - 12. После раскрытия скобок и приведения подобных слагаемых получается, что 144 = 4 ab.
В начале решения шла речь о том, что а*b дает искомую площадь. Поэтому в последнем выражении можно заменить это произведение на S. Простой расчет даст значение площади. S = 36 см 2 .
Ответ. Искомая площадь 36 см 2 .
Задача №3
Условие. Площадь прямоугольной трапеции 150√3 см². Острый угол равняется 60 градусам. Такое же значение имеет угол между маленьким основанием и меньшей диагональю. Нужно вычислить меньшую диагональ.
Решение. Из свойства углов трапеции получается, что ее тупой угол равен 120º. Тогда диагональ делит его на равные, потому что одна его часть уже 60 градусов. Тогда и угол между этой диагональю и вторым основанием тоже 60 градусов. То есть треугольник, образованный большим основанием, наклонной боковой стороной и меньшей диагональю, является равносторонним. Таким образом, искомая диагональ будет равна а, как и боковая сторона d = а.
Теперь нужно рассмотреть прямоугольный треугольник. В нем третий угол равен 30 градусам. Значит катет, лежащий против него, равен половине гипотенузы. То есть меньшее основание трапеции равно половине искомой диагонали: b = a/2. Из него же нужно найти высоту, равную боковой стороне, перпендикулярной основаниям. Сторона с здесь катет. Из теоремы Пифагора:
с = (a/2) * √3.
Теперь осталось только подставить все величины в формулу площади:
150√3 = (a + a/2) * (a/2 * √3) / 2.
Решение этого уравнения дает корень 20
Ответ. Меньшая диагональ имеет длину 20 см.
Трапеция — это четырехугольник, имеющий две параллельные стороны, являющиеся основаниями и две не параллельные стороны, являющиеся боковыми сторонами.
Также встречаются такие названия, как равнобокая или равнобочная .
— это трапеция, у которой углы при боковой стороне прямые.
Элементы трапеции
a, b — основания трапеции (a параллельно b ),
m, n — боковые стороны трапеции,
d 1 , d 2 — диагонали трапеции,
h — высота трапеции (отрезок, соединяющий основания и при этом перпендикулярен им),
MN — средняя линия (отрезок, соединяющий середины боковых сторон).
Площадь трапеции
- Через полусумму оснований a, b и высоту h : S = \frac{a + b}{2}\cdot h
- Через среднюю линию MN и высоту h : S = MN\cdot h
- Через диагонали d 1 , d 2 и угол (\sin \varphi ) между ними: S = \frac{d_{1} d_{2} \sin \varphi}{2}
Свойства трапеции
Средняя линия трапеции
Средняя линия параллельна основаниям, равна их полусумме и разделяет каждый отрезок с концами, находящимися на прямых, которые содержат основания, (к примеру, высоту фигуры) пополам:
MN || a, MN || b, MN = \frac{a + b}{2}
Сумма углов трапеции
Сумма углов трапеции , прилежащих к каждой боковой стороне, равна 180^{\circ} :
\alpha + \beta = 180^{\circ}
\gamma + \delta =180^{\circ}
Равновеликие треугольники трапеции
Равновеликими , то есть имеющими равные площади, являются отрезки диагоналей и треугольники AOB и DOC , образованные боковыми сторонами.
Подобие образованных треугольников трапеции
Подобными треугольниками являются AOD и COB , которые образованы своими основаниями и отрезками диагоналей.
\triangle AOD \sim \triangle COB
Коэффициент подобия k находится по формуле:
k = \frac{AD}{BC}
Причем отношение площадей этих треугольников равно k^{2} .
Отношение длин отрезков и оснований
Каждый отрезок, соединяющий основания и проходящий через точку пересечения диагоналей трапеции, поделен этой точкой в отношении:
\frac{OX}{OY} = \frac{BC}{AD}
Это будет являться справедливым и для высоты с самими диагоналями.
Трапеция - это плоский четырехугольник , у которого две противолежащие стороны параллельны. Они называются основаниями трапеции , а две другие стороны - боковыми сторонами трапеции .
Инструкция
Задача нахождения произвольного угла в трапеции требует достаточного количества дополнительных данных. Рассмотрим пример, в котором известны два угла при основании трапеции . Пусть известны углы &ang-BAD и &ang-CDA, найдем углы &ang-ABC и &ang-BCD. Трапеция обладает таким свойством, что сумма углов при каждой боковой стороне равна 180°-. Тогда &ang-ABC = 180°--&ang-BAD, а &ang-BCD = 180°--&ang-CDA.
трапеции" class="lightbx" data-lightbox="article-image">
В другой задаче может быть указано равенство сторон трапеции и какие-нибудь дополнительные углы. Например, как на рисунке, может быть известно, что стороны AB, BC и CD равны, а диагональ составляет с нижним основанием угол &ang-CAD = α-.Рассмотрим треугольник ABC, он равнобедренный, так как AB = BC. Тогда &ang-BAC = &ang-BCA. Обозначим его x для краткости, а &ang-ABC - y. Сумма углов любого треугольник а равна 180°-, из этого следует, что 2x + y = 180°-, тогда y = 180°- - 2x. В то же время из свойств трапеции : y + x + α- = 180°- и следовательно 180°- - 2x + x + α- = 180°-. Таким образом, x = α-. Мы нашли два угла трапеции : &ang-BAC = 2x = 2α- и &ang-ABC = y = 180°- - 2α-.Так как AB = CD по условию, то трапеция равнобокая или равнобедренная. Значит,
Углы равнобедренной трапеции. Здравствуйте! В этой статье речь пойдёт о решении задач с трапецией. Данная группа заданий входит в состав экзамена, задачки простые. Будем вычислять углы трапеции, основания и высоты. Решение ряда задач сводится к решению , как говориться: куда мы без теоремы Пифагора, ?
Работать будем с равнобедренной трапецией. У неё равны боковые стороны и углы при основаниях. О трапеции есть статья на блоге, .
Отметим небольшой и важный нюанс, который в процессе решения самих заданий подробно расписывать не будем. Посмотрите, если у нас дано два основания, то большее основание высотами, опущенными к нему, разбивается на три отрезка – один равен меньшему основанию (это противолежащие стороны прямоугольника), два других равны друг другу (это катеты равных прямоугольных треугольников):
Простой пример: дано два основания равнобедренной трапеции 25 и 65. Большее основание разбивается на отрезки следующим образом:
*И ещё! В задачах не введены буквенные обозначения. Это сделано умышленно, чтобы не перегружать решение алгебраическими изысками. Согласен, что это математически неграмотно, но цель донести суть. А обозначения вершин и прочих элементов вы всегда можете сделать сами и записать математически корректное решение.
Рассмотрим задачи:
27439. Основания равнобедренной трапеции равны 51 и 65. Боковые стороны равны 25. Найдите синус острого угла трапеции.
Для того чтобы найти угол необходимо построить высоты. На эскизе обозначим данные в условии величины. Нижнее основание равно 65, высотами оно разбивается на отрезки 7, 51 и 7:
В прямоугольном треугольнике нам известна гипотенуза и катет, можем найти второй катет (высоту трапеции) и далее уже вычислить синус угла.
По теореме Пифагора указанный катет равен:
Таким образом:
Ответ: 0,96
27440. Основания равнобедренной трапеции равны 43 и 73. Косинус острого угла трапеции равен 5/7. Найдите боковую сторону.
Построим высоты и отметим данные в условии величины, нижнее основание разбивается на отрезки 15, 43 и 15:
27441. Большее основание равнобедренной трапеции равно 34. Боковая сторона равна 14. Синус острого угла равен (2√10)/7. Найдите меньшее основание.
Построим высоты. Для того чтобы найти меньшее основание нам необходимо найти чему равен отрезок являющийся катетом в прямоугольном треугольнике (обозначен синим):
Можем вычислить высоту трапеции, а затем найти катет:
По теореме Пифагора вычисляем катет:
Таким образом, меньшее основание равно:
27442. Основания равнобедренной трапеции равны 7 и 51. Тангенс острого угла равен 5/11. Найдите высоту трапеции.
Построим высоты и отметим данные в условии величины. Нижнее основание разбивается на отрезки:
Что делать? Выражаем тангенс известного нам угла при основании в прямоугольном треугольнике:
27443. Меньшее основание равнобедренной трапеции равно 23. Высота трапеции равна 39. Тангенс острого угла равен 13/8. Найдите большее основание.
Строим высоты и вычисляем чему равен катет:
Таким образом большее основание будет равно:
27444. Основания равнобедренной трапеции равны 17 и 87. Высота трапеции равна 14. Найдите тангенс острого угла.
Строим высоты и отмечаем известные величины на эскизе. Нижнее основание разбивается на отрезки 35, 17, 35:
По определению тангенса:
77152. Основания равнобедренной трапеции равны 6 и 12. Синус острого угла трапеции равен 0,8. Найдите боковую сторону.
Построим эскиз, построим высоты и отметим известные величины, большее основание разбивается на отрезки 3, 6 и 3:
Выразим гипотенузу обозначенную как х через косинус:
Из основного тригонометрического тождества найдём cosα
Таким образом:
27818. Чему равен больший угол равнобедренной трапеции, если известно, что разность противолежащих углов равна 50 0 ? Ответ дайте в градусах.
Из курса геометрии нам известно, что если имеем две параллельные прямые и секущую, что сумма внутренних односторонних углов равна 180 0 . В нашем случае это
C условии сказано, что разность противолежащих углов равна 50 0 , то есть
