Четырехугольником называется фигура, состоящая из четырех вершин, три из которых не лежат на одной прямой, и отрезков, соединяющих их.
Существует множество четырехугольников. К ним относятся параллелограммы, квадраты, ромбы, трапеции. Найти можно найти по сторонам, легко вычисляется по диагоналям. В произвольном четырехугольнике также можно использовать все элементы для вывода формулы площади четырехугольника. Для начала рассмотрим формулу площади четырехугольника через диагональ. Для того, чтобы ее использовать потребуются длины диагоналей и размер острого угла между ними. Зная необходимые данные можно проводить пример расчета площади четырехугольника по такой формуле:
Половина произведения диагоналей и синуса острого угла между ними является площадью четырехугольника. Рассмотрим пример расчета площади четырехугольника через диагональ.
Пусть дан четырехугольник с двумя диагоналями d1
=5 см;d2
=4см. Острый угол между ними равен α
= 30°. Формула площади четырехугольника через диагонали легко применяется для известных условий. Подставим данные:
На примере расчета площади четырехугольника через диагонали понимаем, что формула очень похожа на расчет .
Площадь четырехугольника по сторонам
Когда известны длины сторон фигуры, можно применить формулу площади четырехугольника по сторонам. Для применения этих расчетов потребуется найти полупериметр фигуры. Мы помним, что периметр – это сумма длин всех сторон. Полупериметр – это половина периметра. В нашем прямоугольнике со сторонами a, b, c, d
формула полупериметра будет выглядеть так: 
Зная стороны, выводим формулу. Площадь четырехугольника представляет собой корень из произведения разности полупериметра с длиной каждой стороны:
Рассмотрим пример расчета площади четырехугольника через стороны. Дан произвольный четырехугольник со сторонами a
= 5 см, b
= 4 см, с
= 3 см, d
= 6 см. Для начала найдем полупериметр:
используем найденное значение для расчета площади:
Площадь четырехугольника, заданного координатами
Формула площади четырехугольника по координатам используется для расчета площади фигур, которые располагаются в системе координат. В этом случае для начала требуется расчет длин необходимых сторон. В зависимости от типа четырехугольника может меняться и сама формула. Рассмотрим пример расчета площади четырехугольника, используя квадрат, который лежит в системе координат XY .
Дан квадрат ABCD
, расположенный в системе координат XY
. Найти площадь фигуры, если координаты вершин A
(2;10); B
(10;8); C
(8;0); D
(0;2).
Мы знаем, что все стороны фигуры равны, и формула площади квадрата находится по формуле:
Найдем одну из сторон, к примеру, AB
:
Подставим значения в формулу:
Знаем, что все стороны одинаковые. Подставляем значение в формулу расчета площади: 
Если на плоскости последовательно начертить несколько отрезков так, чтобы каждый следующий начинался в том месте, где закончился предыдущий, то получится ломаная линия. Эти отрезки называют звеньями, а места их пересечения — вершинами. Когда конец последнего отрезка пересечется с начальной точкой первого, то получится замкнутая ломаная линия, делящая плоскость на две части. Одна из них является конечной, а вторая бесконечной.
Простая замкнутая линия вместе с заключенной в ней частью плоскости (той, которая конечна) называют многоугольником. Отрезки являются сторонами, а образованные ими углы — вершинами. Количество сторон любого многоугольника равно числу его вершин. Фигура, которая имеет три стороны, называется треугольником, а четыре — четырехугольником. Многоугольник численно характеризуется такой величиной, как площадь, которая показывает размер фигуры. Как найти площадь четырехугольника? Этому учит раздел математики — геометрия.
Чтобы найти площадь четырехугольника, нужно знать к какому типу он относится - выпуклому или невыпуклому? весь лежит относительно прямой (а она обязательно содержит какую-либо из его сторон) по одну сторону. Кроме того, есть и такие виды четырехугольников, как параллелограмм с попарно равными и параллельными противоположными сторонами (разновидности его: прямоугольник с прямыми углами, ромб с равными сторонами, квадрат со всеми прямыми углами и четырьмя равными сторонами), трапеция с двумя параллельными противоположными сторонами и дельтоид с двумя парами смежных сторон, которые равны.
Площади любого многоугольника находят, применяя общий метод, который заключается в том, чтобы разбить его на треугольники, для каждого вычислить площадь произвольного треугольника и сложить полученные результаты. Любой выпуклый четырехугольник делится на два треугольника, невыпуклый — на два или три его в этом случае может складываться из суммы и разности результатов. Площадь любого треугольника вычисляют как половину произведения основания (a) на высоту (ħ), проведенную к основанию. Формула, которая применяется в этом случае для вычисления, записывается как: S = ½ . a . ħ.
Как найти площадь четырехугольника, например, параллелограмма? Нужно знать длину основания (a), длину боковой стороны (ƀ) и найти синус угла α, образованного основанием и боковой стороной (sinα), формула для расчета будет выглядеть: S = a . ƀ . sinα. Так как синус угла α есть произведение основания параллелограмма на его высоту (ħ = ƀ) — линию перпендикулярная основанию, то его площадь вычисляют, умножив на высоту его основание: S = a . ħ. Для расчета площади ромба и прямоугольника также подходит эта формула. Так как у прямоугольника боковая сторона ƀ совпадает с высотой ħ, то его площадь вычисляют по формуле S = a . ƀ. потому что a = ƀ, будет равняться квадрату его стороны: S = a . a = a². вычисляется как половина суммы его сторон, умноженная на высоту (она проводится к основанию трапеции перпендикулярно): S = ½ . (a + ƀ) . ħ.
Как найти площадь четырехугольника, если неизвестны длины его сторон, но известны его диагонали (e) и (f), а также синус угла α? В этом случай площадь вычисляют, как половину произведения его диагоналей (линии, которые соединяют вершины многоугольника), умноженное на синус угла α. Формула может быть записана в таком виде: S = ½ . (e . f) . sinα. В частности в этом случае будет равняться половине произведения диагоналей (линии, соединяющие противоположные углы ромба): S = ½ . (e . f).
Как найти площадь четырехугольника, который не является параллелограммом или трапецией, его обычно принято называть произвольный четырехугольник. Площадь такой фигуры выражают через его полупериметр (Ρ — сумма двух сторон с общей вершиной), стороны a, ƀ, c, d и сумму двух противоположных углов (α + β): S = √[(Ρ - a) . (Ρ - ƀ) . (Ρ - c) . (Ρ - d) - a . ƀ . c . d . cos² ½ (α + β)].
Если а φ = 180о, то для расчета его площади используют формулу Брахмагупты (индийский астроном и математик, живший в 6—7 веках нашей эры): S = √[(Ρ - a) . (Ρ - ƀ) . (Ρ - c) . (Ρ - d)]. Если четырехугольник описан окружностью, то (a + c = ƀ + d), а его площадь вычисляют: S = √[ a . ƀ . c . d] . sin ½ (α + β). Если четырехугольник одновременно является описанным одной окружностью и вписанным в другую окружность, то для вычисления площади используют следующую формулу: S = √.
I. Предисловие
Вот ведь незадача: проболев две недели, вы пришли в школу и узнали, что пропустили очень важную тему, задачи по которой будут на экзаменах в 9 классе - "Треугольники, четырехугольники и их площадь". Вот тут бы кинуться к учителю геометрии с вопросами: "Как найти площадь четырехугольника?" Но половина учеников боится подходить к учителям, чтобы их не сочли отстающими, а вторая половина встречает от учителей "помощь", похожую на "Посмотри в учебник, там все написано!" или "Не надо было пропускать уроки!" Но в учебнике вообще нет никакой информации по поводу правил нахождения площади треугольников и четырехугольников. А уроки были пропущены по уважительной причине, есть справка от врача. Но многие учителя только махнут на эти доводы рукой. Конечно, их можно понять: им не платят за дополнительное вбивание материала урока в головы ничего не понимающих учеников. Многие ученики бросают это бесполезное дело и через год проваливаются на экзамене, не добрав десяток баллов за задачу по нахождению площади треугольников и четырехугольников. И только некоторые ходят в библиотеки и к знакомым с вопросом: "Как найти площадь четырехугольника?" А разные люди и книги дают разные ответы, и получается большая путаница правил. Ниже я назову основные способы нахождения площадей треугольников и четырехугольников.
II. Четырехугольники
Начнем с четырехугольников. В школах и на экзаменах рассматриваются только выпуклые четырехугольники, так что поговорим о них. На среднем уровне образования изучают площади параллелограммов и трапеции. Параллелограммы бывают нескольких видов: прямоугольник, квадрат, ромб и произвольный параллелограмм, в котором соблюдаются только основные его признаки: стороны попарно параллельны и равны, сумма соседних углов 180 о. Но способы нахождения площадей у всех этих фигур разные. Рассмотрим каждую по отдельности.
1. Прямоугольник
S прямоугольника находится по формуле: S = а * b, где а - горизонтальная сторона, b - вертикальная сторона.*
2. Площадь квадратов
S квадрата находится по формуле: S = а * а, где a - сторона квадрата.
3. Площадь ромбов
S ромба находится по формуле: S = 0,5 * (d 1 * d 2), где d 1 - большая дианогональ,** d 2 - меньшая диагональ.
4. Площадь произвольного параллелограмма
S произвольного параллелограмма находится по формуле: S = a * h a , a - сторона параллелограмма, h a
Еще не все?
С параллелограммами мы закончили. "Надо выучить всего лишь это?" - облегченно спросите вы. Отвечаю: из параллелограммов - да, всего лишь это. Но еще остались трапеция и треугольники. Так что продолжаем.
III. Трапец ия
Площадь трапеции
S трапеции можно находить одной формулой, будь она обычной или равнобедренной: S = ((а + b) : 2) * h, где a, b - ee основания, h - ee высота. Это все, что касается трапеции. Теперь на вопрос: "Как найти площадь четырехугольника?" - вы можете не только ответить сами, но и просветить других. А теперь переходим к треугольникам.
IV. Треугольник
В геометрии для нахождения их площади выделили три формулы: для прямоугольного, равностороннего и произвольного треугольников.
1. Площадь треугольника
S произвольного треугольника вычисляется по формуле: S = 0,5а * h a, a - сторона треугольника, h a - высота, проведенная к этой стороне.
2. Площадь равносторонних треугольников
S равностороннего треугольника можно найти по формуле: S = 0,5a * h, где a - основание треугольника, h - высота этого треугольника.
3. Площадь прямоугольных треугольников
Площадь прямоугольных треугольников находится по формуле: S = (а * b) : 2, где а - 1-й катет, b - 2-й катет.
Заключение
Ну вот, это, по-моему, все. Про треугольники тоже немного учить надо, не правда ли? А теперь обозрите все, что я здесь написала. "Елки-палки, чтобы это выучить, месяц понадобится!" - наверное, восклицаете вы. А кто говорил, что всё учится быстро? Но зато, когда вы все это выучите, вам не будут страшны вопросы по теме "Как найти площадь четырехугольника" или "Площадь произвольного треугольника" на аттестации в 9 классе. Так что, если вы хотите вообще хоть куда-нибудь поступить, учите, учитесь и будьте учеными!
___________________________________
Примечание
* - a и b не обязательно должны быть на поставленных мною местах. При решении задач можно вертикальную сторону назвать a , а горизонтальную - b;
** - диагонали можно поменять местами и изменить их названия так же, как и в примечании. *
При решении планиметрических заданий курса геометрии нередко встречается фигура с 4-мя сторонами. Да, речь идет о четырехугольнике. Произвольный многоугольник с четырьмя углами встречается реже, чем его частные случаи, – трапеции, дельтоиды, параллелограммы. В последнюю «группу» входят также ромбы, прямоугольники, квадраты.
Рассмотрим, какие данные фигуры необходимо знать, чтобы рассчитать ее площадь.
Как найти площадь четырехугольника
Многоугольник произвольный
Для нахождения его площади вам потребуются диагонали фигуры, а также угол, полученный как результат их пересечения.
- S = (d1*d2*sinα)/2,
- d1, d2 – диагонали,
- α – угол, полученный путем их пересечения.
Многоугольник в окружности
Если заданный четырехугольник помещен в окружность, известна длина сторон фигуры, то в определении площади многоугольника поможет соотношение:
S = √(p – m)(p – k)(p – l)(p – e), p = (m + k + l + e)/2.
m, k, l, e – его стороны.
Как найти площадь четырехугольника – трапеции
Данную фигуру отличает наличие параллельных 2-ух сторон. Чтобы определить площадь такого многоугольника воспользуйтесь такими параметрами:
- Если известны величины параллельных сторон и перпендикуляра-высоты, проведенной к ним, площадь вычисляется с помощью выражения S = ((a + b)*h)/2,
a и b – основания,
h – перпендикуляр-высота. - Исходя из определения линии средины (k = (a + b)/2)), предыдущая формула приобретет следующий вид: S = k*h,
k – линия средины.
Известные диагонали трапеции и градусная мера угла, образованная в результате их пересечения, также помогут определить площадь фигуры: S = (d1*d2*sinβ)/2,
d1, d2 – диагонали,
β – угол, полученный путем их пересечения. - Заданы 4 стороны: S = ((m + l)√k 2 – ((m – l) 2 + k 2 – d 2) 2 /(4(m – l) 2))/2,
m, l – стороны параллельные,
k, d – стороны боковые.
Как найти площадь четырехугольника – дельтоида
Многоугольник-дельтоид характеризуется наличием 2-ух пар равных сторон. Вычислить площадь такого четырехугольника рассчитывается следующим образом:
- Известны стороны фигуры и угол, образованный сторонами разной длины:
S = m*l*sinϕ,
m, l – стороны дельтоида,
ϕ – угол между ними. - Известны стороны фигуры и углы, образованные сторонами равной длины:
S = m 2 *sinα/2 + l 2 *sinβ/2,
m, l – стороны дельтоида,
α, β – углы между равными сторонами. - Наличие известных диагоналей также позволяет определить площадь фигуры:
S = d1*d2/2,
d1, d2 – диагонали дельтоида. - Если в фигуру вписана окружность, то знание ее радиуса позволяет вычислить площадь дельтоида: S = (m + l)*r,
m, l – стороны дельтоида,
r – радиус в случае вписанной окружности.
Как найти площадь четырехугольника – параллелограмма
Если выпуклый многоугольник имеет 2 пары непересекающихся сторон, то перед вами – параллелограмм.
Общее выражение
Для определения площади данного вида фигуры потребуются:
- Сторона четырехугольника и высота, на нее опущенная: S = k*h(k),
k – сторона фигуры,
h(k) – высота к ней. - Длина двух сторон, имеющих одну вершину, и градусная мера угла при данной вершине:
S = l*k*sinϕ,
k, l – стороны многоугольника,
ϕ – угол между ними. - Диагонали фигуры и угол, полученный как результат их пересечения: S = d1*d2*sinβ/2,
d1, d2 – диагонали,
β – угол – результат их пересечения.
Ромб
Данный четырехугольник – частный случай параллелограмма, имеющий 4 равные стороны. Поэтому выражения, справедливые для параллелограмма, верны и для него. Тогда
- S = k*h(k),
k – сторона фигуры, h(k) – высота к ней. - S = k 2 *sinϕ,
k – сторона четырехугольника, ϕ – угол между сторонами. - S = d1*d2/2 (т.к. диагонали фигуры при пересечении образую прямой угол, а sin90° = 1),
d1, d2 – диагонали многоугольника.
Прямоугольник
Такой многоугольник имеет 2 пары равных сторон, а градусная мера его углов – 90°. Для нахождения его площади справедливы следующие выражения:
- S = k*l,
k, l – стороны фигуры. - S = d 2 *sinβ/2,
d – диагонали четырехугольника, β – угол – результат их пересечения. - S = 2R 2 *sinβ,
R – радиус в случае описанной окружности.
Квадрат
В данном случае у соотношения, полученные на предыдущем этапе, приобретут следующий вид (т.к. стороны такого вида прямоугольника равны):
- S = k 2 , k – сторона фигуры.
- S = d 2 /2, d – диагональ квадрата.
- S = 2R 2 , R – радиус в случае описанной окружности.
- S = 4r 4 , r – радиус в случае вписанной окружности.
Важные замечания!
1. Если вместо формул ты видишь абракадабру, почисти кэш. Как это сделать в твоем браузере написано здесь:
2. Прежде чем на начнешь читать статью, обрати внимание на наш навигатор по самым полезным ресурса для
Определение площади
Что такое площадь? Странный вопрос - не правда ли? В обычной жизни мы привыкли к тому, что у всяких плоских фигур (таких как поверхность стола, стула, пол наших квартир и т.д.) есть не только длина и ширина, но и какая-то еще характеристика, которую мы, не задумываясь, называем площадью. А теперь вот давай задумаемся: что же все-таки такое площадь?
Давай начнем с самого простого. За основу берется тот факт, что:
Другими словами, площадь квадрата со стороной метр мы считаем одним «метром площади».
Посмотри внимательно на картинку и убедись, что там действительно нарисован - «метр квадратный»! И запомни обозначение.
А вот теперь хитрый вопрос: а что такое? Площадь квадрата со стороной? А вот и нет!
Смотри: квадрат со стороной.
А чтобы получить квадратных метра (то есть,), мы должны нарисовать, например так:
А как получить, скажем, ? Ну например так:
Да и вообще, если мы возьмем прямоугольник, у которого стороны равны метров и метров, то в этом прямоугольнике:
Поместится ровно квадратных метров. Посмотри внимательно: у нас есть «слоев», в каждом из которых ровно квадратных метров.
Значит, всего в прямоугольнике размером x поместилось квадратных метров. Вот это число, сколько квадратных метров поместилось в прямоугольнике, и есть его площадь .
А если фигура - вовсе не прямоугольник, а какая-то абракадабра?
Удивлю тебя - бывают такие ужасные абракадабры, для которых совершенно невозможно установить сколько там квадратных метров. Даже приблизительно! К сожалению нарисовать такие фигуры - невозможно.
Но они есть! Они похожи, например, на такую «расческу» с очень мелкими зубьями.
И вот, для нормальных фигур можно интуитивно (то есть для себя) считать,что площадь фигуры - это такое число, сколько в этой фигуре «поместится» квадратных единиц (метров, сантиметров и т.д.) Более строгое, «настоящее» определение площади смотри в следующих уровнях теории.
И представь себе, математики для многих фигур научились выражать площади через какие-то линейные (те, что можно измерить линейкой) элементы фигур. Эти выражения называются «формулы площади». Формул этих довольно много - математики долго старались. Ты постарайся запомнить сначала самые простые и основные формулы, а потом уже те, что посложнее.
Формулы площади
Квадрат
Прямоугольник
Прямоугольный треугольник
Треугольник (произвольный)
Для треугольника есть сразу несколько формул площади.
Основная формула
Вторая основная формула
Третья формула
Какую же формулу выбрать для твоей задачки? Основными являются формулы 1 и 2. Третью формулу нужно применять, если тебе все дано: и три стороны, и радиус вписанной окружности. Но так ведь не бывает, верно? Поэтому формулу 3 мы используем , скорее наоборот, для нахождения радиуса вписанной окружности . Тогда нужно найти площадь по одной из формул 1, 2 или 4, а потом уже радиус: .
Ну и формула 4 позволяет по -м сторонам с помощью длиннющей арифметики находить площадь. И не ошибайся в арифметике, когда будешь применять формулу Герона!
Произвольный четырехугольник
Для произвольного четырехугольника больше ничего нет, а вот для «хороших» четырехугольников - есть другие формулы.
Параллелограмм
Основная формула
Вторая формула
Ромб
У ромба диагонали перпендикулярны, поэтому основной для него становится формула:
Вторая формула
А дополнительной формулой становится
Трапеция
Основная формула
Вторая формула
«Хитрые вопросы о площади»
Кроме задачек, в которых просят просто найти площадь, встречаются еще всякие вопросики. Ну вот например:
Давай ответим на этот вопрос двумя способами. Первый способ - формальный: используем формулу площади квадрата. Итак, было, значит - площадь увеличилась в раз!
В случае с квадратами есть и второй способ «пощупать» и убедится напрямую в этом числе.
Рисуем:
Если же у тебя не квадрат, то остается только подставлять новые значения в формулы - и не удивляйся, если вдруг числа получатся довольно большими.
ПЛОЩАДЬ ТРЕУГОЛЬНИКА И ЧЕТЫРЕХУГОЛЬНИКА. КОРОТКО О ГЛАВНОМ
Прямоугольный треугольник
Ну вот, тема закончена. Если ты читаешь эти строки, значит ты очень крут.
Потому что только 5% людей способны освоить что-то самостоятельно. И если ты дочитал до конца, значит ты попал в эти 5%!
Теперь самое главное.
Ты разобрался с теорией по этой теме. И, повторюсь, это… это просто супер! Ты уже лучше, чем абсолютное большинство твоих сверстников.
Проблема в том, что этого может не хватить…
Для чего?
Для успешной сдачи ЕГЭ, для поступления в институт на бюджет и, САМОЕ ГЛАВНОЕ, для жизни.
Я не буду тебя ни в чем убеждать, просто скажу одну вещь…
Люди, получившие хорошее образование, зарабатывают намного больше, чем те, кто его не получил. Это статистика.
Но и это - не главное.
Главное то, что они БОЛЕЕ СЧАСТЛИВЫ (есть такие исследования). Возможно потому, что перед ними открывается гораздо больше возможностей и жизнь становится ярче? Не знаю...
Но, думай сам...
Что нужно, чтобы быть наверняка лучше других на ЕГЭ и быть в конечном итоге… более счастливым?
НАБИТЬ РУКУ, РЕШАЯ ЗАДАЧИ ПО ЭТОЙ ТЕМЕ.
На экзамене у тебя не будут спрашивать теорию.
Тебе нужно будет решать задачи на время .
И, если ты не решал их (МНОГО!), ты обязательно где-нибудь глупо ошибешься или просто не успеешь.
Это как в спорте - нужно много раз повторить, чтобы выиграть наверняка.
Найди где хочешь сборник, обязательно с решениями, подробным разбором и решай, решай, решай!
Можно воспользоваться нашими задачами (не обязательно) и мы их, конечно, рекомендуем.
Для того, чтобы набить руку с помощью наших задач нужно помочь продлить жизнь учебнику YouClever, который ты сейчас читаешь.
Как? Есть два варианта:
- Открой доступ ко всем скрытым задачам в этой статье -
- Открой доступ ко всем скрытым задачам во всех 99-ти статьях учебника - Купить учебник - 499 руб
Да, у нас в учебнике 99 таких статей и доступ для всех задач и всех скрытых текстов в них можно открыть сразу.
Доступ ко всем скрытым задачам предоставляется на ВСЕ время существования сайта.
И в заключение...
Если наши задачи тебе не нравятся, найди другие. Только не останавливайся на теории.
“Понял” и “Умею решать” - это совершенно разные навыки. Тебе нужны оба.
Найди задачи и решай!
