Výpočet trojuholníka - výsledok

Zadané strana c, výška v_a a uhol α.

Tupouhlý rôznostranný trojuholník.

Strany: a = 3,8365944984 b = 3,00444823262 c = 5

Obsah trojuholníka: S = 5,7543917476
Obvod trojuholníka: o = 11,84404273102
Semiperimeter (poloobvod): s = 5,92202136551

Uhol ∠ A = α = 50° = 0,8732664626 rad
Uhol ∠ B = β = 36,87698976458° = 36°52'12″ = 0,64435011088 rad
Uhol ∠ C = γ = 93,13301023542° = 93°7'48″ = 1,62554269188 rad

Výška trojuholníka: v_a = 3
Výška trojuholníka: v_b = 3,83302222156
Výška trojuholníka: v_c = 2,30215669904

Ťažnica: t_a = 3,65216898203
Ťažnica: t_b = 4,19552959905
Ťažnica: t_c = 2,37108002835

Polomer vpísanej kružnice: r = 0,9721910443
Polomer opísanej kružnice: R = 2,50437352718

Súradnice vrcholov: A[5; 0] B[0; 0] C[3,06987559872; 2,30215669904]
Ťažisko: T[2,69895853291; 0,76771889968]
Súradnice stredu opísanej kružnice: U[2,5; -0,13767125133]
Súradnice stredu vpísanej kružnice: I[2,91657313289; 0,9721910443]

Vonkajšie uhly trojuholníka:
∠ A' = α' = 130° = 0,8732664626 rad
∠ B' = β' = 143,13301023542° = 143°7'48″ = 0,64435011088 rad
∠ C' = γ' = 86,87698976458° = 86°52'12″ = 1,62554269188 rad

Vypočítať ďaľší trojuholník

Ako sme vypočítali tento trojuholník?

Výpočet trojuholníka prebieha v dvoch fázach. Prvá fáza je taká, že zo vstupných parametrov sa snažíme vypočítať všetky tri strany trojuholníka. Prvá fáza prebieha rôzne pre rôzne zadané trojuholníky. Druhá fáza je vlastne výpočet ostatných charakteristík trojuholníka (z už vypočítaných strán, preto SSS), ako sú uhly, plocha, obvod, výšky, ťažnice, polomery kružníc atď. Niektoré vstupné vstupné údaje vedú aj v dvom až trom správnym riešeniam trojuholníka (napr. ak je zadaný obsah trojuholníka a dve strany - výsledkom je typicky ostrouhlý a aj tupouhlý trojuholník).

1. Zadané vstupné údaje: strana c, uhol α a výška v_a.

c = 5 α = 50 ° v_{a} = 3

2. Zo strany c a úhla α vypočítame výšku v_b:

v_{b} = c sin α = 5 sin 50 ° = 3, 83

3. Z obsahu S a výšky v_b vypočítame stranu b:

S = \frac{b v _{b}}{2} b = \frac{2 S}{v _{b}} = \frac{2 \cdot 5 , 7 5 4}{3 , 8 3} = 3, 004

4. Z obsahu S, strany c a strany b vypočítame stranu a - použitím Herónovho vzorca pre obsah a riešením bikvadratickej rovnice:

s = \frac{a + c + b}{2} S^{2} = s (s - a) (s - b) (s - c) s = \frac{a + 5 + 3 , 0 0 4}{2} = \frac{a + 8 , 0 0 4}{2} = a / 2 + 4, 002 S^{2} = s (s - a) (s - b) (s - c) S^{2} = (a / 2 + 4, 002) (a / 2 + 4, 002 - a) (a / 2 + 4, 002 - 5) (a / 2 + 4, 002 - 3, 004) 5, 75 4^{2} = (a / 2 + 4, 002) (4, 002 - a / 2) (a / 2 + (- 0, 998)) (a / 2 + 0, 998) 529, 721 = (a + 8, 004) (8, 004 - a) (a + (- 1, 996)) (a + 1, 996) D = c^{2} \cdot b^{2} - 4 \cdot S^{2} = 5^{2} \cdot 3, 00 4^{2} - 4 \cdot 5, 75 4^{2} = 93, 243 D_{1} = - 2 \cdot D + b^{2} + c^{2} = - 2 \cdot 93, 243 + 5^{2} + 3, 00 4^{2} = 14, 714 D_{2} = 2 \cdot D + b^{2} + c^{2} = 2 \cdot 93, 243 + 5^{2} + 3, 00 4^{2} = 53, 339 a_{1} = D_{1} = 14, 714 = 3, 836 a_{2} = D_{2} = 53, 339 = 7, 303

Teraz, ked vieme dĺžky všetkých troch strán trojuholníka, trojuholník je jednoznačne určený. Ďalej preto výpočet je rovnaký a dopočítajú sa ďaľšie jeho vlastnosti - vlastne výpočet trojuholníka zo známych troch strán SSS.

a = 3, 84 b = 3 c = 5

5. Obvod trojuholníka je súčtom dĺžok jeho troch strán

o = a + b + c = 3, 84 + 3 + 5 = 11, 84

6. Polovičný obvod trojuholníka

Polovičný obvod trojuholníka (semiperimeter) je polovica z jeho obvodu. Polovičný obvod trojuholníka sa vo vzorcoch pre trojuholníky často vyskytuje tak, že mu bol pridelený samostatný názov (semiperimeter - poloobvod - s). Trojuholníkova nerovnosť hovorí, že najdlhšia dĺžka strany trojuholníka musí byť menšia ako semiperimeter.

s = \frac{o}{2} = \frac{1 1 , 8 4}{2} = 5, 92

7. Obsah trojuholníka pomocou Herónovho vzorca

Herónov vzorec dáva obsah trojuholníka, keď sú známe dĺžky všetkých troch strán. Nie je potrebné najprv vypočítať uhly alebo iné vzdialenosti v trojuholníku. Herónov vzorec funguje rovnako dobre vo všetkých prípadoch a druhoch trojuholníkov.

S = s (s - a) (s - b) (s - c) S = 5, 92 (5, 92 - 3, 84) (5, 92 - 3) (5, 92 - 5) S = 33, 11 = 5, 75

8. Výpočet výšiek trojuholníku z jeho obsahu.

Existuje veľa spôsobov, ako zistiť výšku trojuholníka. Najjednoduchší spôsob je zo vzorca, keď poznáme obsah a dĺžku základne. Plocha trojuholníka je polovicou súčinu dĺžky základne a výšky. Každá strana trojuholníka môže byť základňou; existujú teda tri základne a tri výšky. Výška trojuholníka je kolmá úsečka od vrcholu po priamku obsahujúcu základňu.

S = \frac{a v _{a}}{2} v_{a} = \frac{2 S}{a} = \frac{2 \cdot 5 , 7 5}{3 , 8 4} = 3 v_{b} = \frac{2 S}{b} = \frac{2 \cdot 5 , 7 5}{3} = 3, 83 v_{c} = \frac{2 S}{c} = \frac{2 \cdot 5 , 7 5}{5} = 2, 3

9. Výpočet vnútorných uhlov trojuholníka pomocou kosínusovej vety

Kosínusová veta je užitočná pri hľadaní uhlov trojuholníka, keď poznáme všetky tri strany. Kosínusová veta spája všetky tri strany trojuholníka s uhlom trojuholníka. Kosínusová veta je extrapoláciou Pytagorovej vety pre akýkoľvek trojuholník. Pythagorova veta funguje iba v pravouhlom trojuholníku. Pythagorova veta je osobitným prípadom Kosínusovej vety a dá sa z neho odvodiť, pretože kosínus 90 ° je 0. Najlepšie je najskôr nájsť uhol oproti najdlhšej strane. V prípade kosínusovej vety neexistuje problém s tupými uhlami ako v prípade sínusovej vety, pretože funkcia kosínus je záporná pre tupé uhly, nulová pre pravé a kladná pre ostré uhly. Na určenie uhla z hodnoty kosínusu používame inverzný kosínus nazývaný arkuskosínus.

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{3 ^{2} + 5 ^{2} - 3 , 8 4 ^{2}}{2 \cdot 3 \cdot 5}) = 50 ° 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{3 , 8 4 ^{2} + 5 ^{2} - 3 ^{2}}{2 \cdot 3 , 8 4 \cdot 5}) = 36 ° 5 2^{'} 12 " γ = 180 ° - α - β = 180 ° - 50 ° - 36 ° 5 2^{'} 12 " = 93 ° 7^{'} 48 "

10. Polomer vpísanej kružnice

Vpísaná kružnica v trojuholníku je kružnica (kruh), ktorý sa dotýka každej jeho strany. Všetky trojuholníky majú vpísanú kružnicu a jej stred vždy leží vo vnútri trojuholníka. Stred vpísanej kružnice je priesečník troch osí vnútorných uhlov (priesečník bisektorov). Súčin polomeru vpísanej kružnice a semiperimetru (polovice obvodu) trojuholníka je jeho plocha.

S = r s r = \frac{S}{s} = \frac{5 , 7 5}{5 , 9 2} = 0, 97

11. Polomer opísanej kružnice

Opísaná kružnica trojuholníka je kružnica, ktorá prechádza všetkými vrcholmi trojuholníka. Stred opísanej kružnice je bod, v ktorom sa pretínajú osi strán trojuholníka.

R = \frac{a b c}{4 r s} = \frac{3 , 8 4 \cdot 3 \cdot 5}{4 \cdot 0 , 9 7 2 \cdot 5 , 9 2} = 2, 5

12. Výpočet ťažníc

Ťažnica (medián) trojuholníka je úsečka spájajúca vrchol so stredom protiľahlej strany. Každý trojuholník má tri ťažnice a všetky sa vzájomne pretínajú v ťažisku trojuholníka. Ťažisko rozdeľuje ťažnice na časti v pomere 2:1, pričom ťažisko je dvakrát bližšie k stredu strany ako protiľahlý vrchol. Apolloniusovu vetu používame na výpočet dĺžky ťažníc z dĺžok jeho strán.

t_{a} = \frac{2 b ^{2} + 2 c ^{2} - a ^{2}}{2} = \frac{2 \cdot 3 ^{2} + 2 \cdot 5 ^{2} - 3 , 8 4 ^{2}}{2} = 3, 652 t_{b} = \frac{2 c ^{2} + 2 a ^{2} - b ^{2}}{2} = \frac{2 \cdot 5 ^{2} + 2 \cdot 3 , 8 4 ^{2} - 3 ^{2}}{2} = 4, 195 t_{c} = \frac{2 a ^{2} + 2 b ^{2} - c ^{2}}{2} = \frac{2 \cdot 3 , 8 4 ^{2} + 2 \cdot 3 ^{2} - 5 ^{2}}{2} = 2, 371

Vypočítať ďaľší trojuholník