Trojúhelník SSU

Trojúhelník má dvě řešení, strana c=74.49548974278 a c=25.50551025722

#1 Ostroúhlý různostranný trojúhelník.

Strany: a = 100 b = 90 c = 74,49548974278

Obsah trojúhelníku: S = 3225,72436812409
Obvod trojúhelníku: o = 264,49548974278
Semiperimeter (poloobvod): s = 132,24774487139

Úhel ∠ A = α = 74,20768309517° = 74°12'25″ = 1,29551535276 rad
Úhel ∠ B = β = 60° = 1,04771975512 rad
Úhel ∠ C = γ = 45,79331690483° = 45°47'35″ = 0,79992415748 rad

Výška trojúhelníku: v_a = 64,51444736248
Výška trojúhelníku: v_b = 71,6832748472
Výška trojúhelníku: v_c = 86,60325403784

Těžnice: t_a = 65,76327924543
Těžnice: t_b = 75,82770721536
Těžnice: t_c = 87,53664356386

Poloměr vepsané kružnice: r = 24,39215758876
Poloměr opsané kružnice: R = 51,96215242271

Souřadnice vrcholů: A[74,49548974278; 0] B[0; 0] C[50; 86,60325403784]
Těžiště: T[41,49882991426; 28,86875134595]
Souřadnice středu kružnice opsané: U[37,24774487139; 36,23302023774]
Souřadnice středu vepsané kružnice: I[42,24774487139; 24,39215758876]

Vnější úhly trojúhelníku:
∠ A' = α' = 105,79331690483° = 105°47'35″ = 1,29551535276 rad
∠ B' = β' = 120° = 1,04771975512 rad
∠ C' = γ' = 134,20768309517° = 134°12'25″ = 0,79992415748 rad

Jak jsme vypočítali tento trojúhelník?

Výpočet trojúhelníku probíhá ve dvou fázích. První fáze je taková, že ze vstupních parametrů se snažíme vypočítat všechny tři strany trojúhelníku. První fáze probíhá různě pro různé zadané trojúhelníky. Druhá fáze je vlastně výpočet ostatních charakteristik trojúhelníku (z již vypočtených stran, proto SSS), jako jsou úhly, plocha, obvod, výšky, těžnice, poloměry kružnic atd. Některé vstupní vstupní údaje vedou i ke dvěm až třem správným řešením trojúhelníku (např. pokud je zadaný obsah trojúhelníku a dvě strany - výsledkem je typicky ostroúhlý a tupoúhlý trojúhelník).

1. Kosinová věta

a = 100 b = 90 β = 60 ° b^{2} = a^{2} + c^{2} - 2 a c cos β 9 0^{2} = 10 0^{2} + c^{2} - 2 \cdot 100 \cdot c \cdot cos 60 ° c^{2} - 100 c + 1900 = 0 p = 1; q = - 100; r = 1900 D = q^{2} - 4 p r = 10 0^{2} - 4 \cdot 1 \cdot 1900 = 2400 D > 0 c_{1, 2} = \frac{- q \pm D}{2 p} = \frac{1 0 0 \pm 2 4 0 0}{2} = 50 \pm 600 c_{1, 2} = 50 \pm 24, 494897 c_{1} = 74, 494897428 c_{2} = 25, 505102572 c > 0 c = 74, 49

Nyní, když víme délky všech tří stran trojúhelníku, trojúhelník je jednoznačně určen. Dále proto výpočet je stejný a dopočítají se další jeho vlastnosti - výpočet trojúhelníku ze známých tří stran SSS.

a = 100 b = 90 c = 74, 49

2. Obvod trojúhelníku je součtem délek jeho tří stran

o = a + b + c = 100 + 90 + 74, 49 = 264, 49

3. Poloviční obvod trojúhelníku

Poloviční obvod trojúhelníku (semiperimeter) je polovina z jeho obvodu. Poloviční obvod trojúhelníku se ve vzorcích pro trojúhelníky často vyskytuje tak, že mu byl přidělen samostatný název (semiperimeter - poloobvod - s). Trojúhelníková nerovnost říká, že nejdelší délka strany trojúhelníku musí být menší než semiperimeter.

s = \frac{o}{2} = \frac{2 6 4 , 4 9}{2} = 132, 25

4. Obsah trojúhelníku pomocí Heronova vzorce

Heronův vzorec dává obsah trojúhelníku, kdy jsou známé délky všech tří stran. Není třeba nejprve vypočítat úhly nebo jiné vzdálenosti v trojúhelníku. Heronův vzorec funguje stejně dobře ve všech případech a druzích trojúhelníků.

S = s (s - a) (s - b) (s - c) S = 132, 25 (132, 25 - 100) (132, 25 - 90) (132, 25 - 74, 49) S = 10405293, 27 = 3225, 72

5. Výpočet výšek trojúhelníku z jeho obsahu.

Existuje mnoho způsobů, jak zjistit výšku trojúhelníku. Nejjednodušší způsob je ze vzorce, když známe obsah a délku základny. Plocha trojúhelníku je polovinou součinu délky základny a výšky. Každá strana trojúhelníku může být základnou; existují tedy tři základny a tři výšky. Výška trojúhelníku je kolmá úsečka od vrcholu po přímku obsahující základnu.

S = \frac{a v _{a}}{2} v_{a} = \frac{2 S}{a} = \frac{2 \cdot 3 2 2 5 , 7 2}{1 0 0} = 64, 51 v_{b} = \frac{2 S}{b} = \frac{2 \cdot 3 2 2 5 , 7 2}{9 0} = 71, 68 v_{c} = \frac{2 S}{c} = \frac{2 \cdot 3 2 2 5 , 7 2}{7 4 , 4 9} = 86, 6

6. Výpočet vnitřních úhlů trojúhelníku pomocí kosinové věty

Kosinová věta je užitečná při hledání úhlů trojúhelníku, když známe všechny tři strany. Kosinová věta spojuje všechny tři strany trojúhelníku s úhlem trojúhelníku. Kosinová věta je extrapolací Pythagorovy věty pro jakýkoliv trojúhelník. Pythagorova věta funguje pouze v pravoúhlém trojúhelníku. Pythagorova věta je zvláštním případem kosinové věty a dá se z něj odvodit, protože kosinus 90 ° je 0. Nejlepší je nejprve najít úhel oproti nejdelší straně. V případě kosinové věty neexistuje problém s tupými úhly jako v případě sinusové věty, protože funkce kosinus je záporná pro tupé úhly, nulová pro pravé a kladná pro ostré úhly. K určení úhlu z hodnoty kosinus používáme inverzní kosinus nazývaný arkuskosinus.

a^{2} = b^{2} + c^{2} - 2 b c cos α α = arccos (\frac{b ^{2} + c ^{2} - a ^{2}}{2 b c}) = arccos (\frac{9 0 ^{2} + 7 4 , 4 9 ^{2} - 1 0 0 ^{2}}{2 \cdot 9 0 \cdot 7 4 , 4 9}) = 74 ° 1 2^{'} 25 " b^{2} = a^{2} + c^{2} - 2 a c cos β β = arccos (\frac{a ^{2} + c ^{2} - b ^{2}}{2 a c}) = arccos (\frac{1 0 0 ^{2} + 7 4 , 4 9 ^{2} - 9 0 ^{2}}{2 \cdot 1 0 0 \cdot 7 4 , 4 9}) = 60 ° γ = 180 ° - α - β = 180 ° - 74 ° 1 2^{'} 25 " - 60 ° = 45 ° 4 7^{'} 35 "

7. Poloměr vepsané kružnice

Vepsaná kružnice v trojúhelníku je kružnice (kruh), který se dotýká každé jeho strany. Všechny trojúhelníky mají vepsanou kružnici a její střed vždy leží uvnitř trojúhelníku. Střed vepsané kružnice je průsečík tří os vnitřních úhlů (průsečík bisektorov). Součin poloměru vepsané kružnice a semiperimetru (poloviny obvodu) trojúhelníku je jeho plocha.

S = r s r = \frac{S}{s} = \frac{3 2 2 5 , 7 2}{1 3 2 , 2 5} = 24, 39

8. Poloměr opsané kružnice

Opsaná kružnice trojúhelníku je kružnice, která prochází všemi vrcholy trojúhelníku. Střed opsané kružnice je bod, ve kterém se protínají osy stran trojúhelníku.

R = \frac{a b c}{4 r s} = \frac{1 0 0 \cdot 9 0 \cdot 7 4 , 4 9}{4 \cdot 2 4 , 3 9 2 \cdot 1 3 2 , 2 4 7} = 51, 96

9. Výpočet těžnic

Těžnice (medián) trojúhelníku je úsečka spojující vrchol se středem protější strany. Každý trojúhelník má tři těžnice a všechny se vzájemně protínají v těžišti trojúhelníku. Těžiště rozděluje těžnice na části v poměru 2: 1, přičemž těžiště je dvakrát blíže ke středu strany jako protilehlý vrchol. Apolloniusovu větu používáme pro výpočet délky těžnic z délek jeho stran.

t_{a} = \frac{2 b ^{2} + 2 c ^{2} - a ^{2}}{2} = \frac{2 \cdot 9 0 ^{2} + 2 \cdot 7 4 , 4 9 ^{2} - 1 0 0 ^{2}}{2} = 65, 763 t_{b} = \frac{2 c ^{2} + 2 a ^{2} - b ^{2}}{2} = \frac{2 \cdot 7 4 , 4 9 ^{2} + 2 \cdot 1 0 0 ^{2} - 9 0 ^{2}}{2} = 75, 827 t_{c} = \frac{2 a ^{2} + 2 b ^{2} - c ^{2}}{2} = \frac{2 \cdot 1 0 0 ^{2} + 2 \cdot 9 0 ^{2} - 7 4 , 4 9 ^{2}}{2} = 87, 536

#2 Tupouhlý různostranný trojúhelník.

Strany: a = 100 b = 90 c = 25,50551025722

Obsah trojúhelníku: S = 1104,40333376813
Obvod trojúhelníku: o = 215,50551025722
Semiperimeter (poloobvod): s = 107,75325512861

Úhel ∠ A = α = 105,79331690483° = 105°47'35″ = 1,8466439126 rad
Úhel ∠ B = β = 60° = 1,04771975512 rad
Úhel ∠ C = γ = 14,20768309517° = 14°12'25″ = 0,24879559764 rad

Výška trojúhelníku: v_a = 22,08880667536
Výška trojúhelníku: v_b = 24,54222963929
Výška trojúhelníku: v_c = 86,60325403784

Těžnice: t_a = 43,30442160604
Těžnice: t_b = 57,4487847032
Těžnice: t_c = 94,27328616077

Poloměr vepsané kružnice: r = 10,24994402638
Poloměr opsané kružnice: R = 51,96215242271

Souřadnice vrcholů: A[25,50551025722; 0] B[0; 0] C[50; 86,60325403784]
Těžiště: T[25,16883675241; 28,86875134595]
Souřadnice středu kružnice opsané: U[12,75325512861; 50,37223380011]
Souřadnice středu vepsané kružnice: I[17,75325512861; 10,24994402638]

Vnější úhly trojúhelníku:
∠ A' = α' = 74,20768309517° = 74°12'25″ = 1,8466439126 rad
∠ B' = β' = 120° = 1,04771975512 rad
∠ C' = γ' = 165,79331690483° = 165°47'35″ = 0,24879559764 rad

Vypočítat další trojúhelník