Теорема о сумме углов треугольника. Сумма углов треугольника

Видеокурс «Получи пятерку» включает все темы, необходимые для успешной сдачи ЕГЭ по математике на 60-65 баллов. Полностью все задачи 1-13 Профильного ЕГЭ по математике. Подходит также для сдачи Базового ЕГЭ по математике. Если вы хотите сдать ЕГЭ на 90-100 баллов, вам надо решать часть 1 за 30 минут и без ошибок!

Курс подготовки к ЕГЭ для 10-11 класса, а также для преподавателей. Все необходимое, чтобы решить часть 1 ЕГЭ по математике (первые 12 задач) и задачу 13 (тригонометрия). А это более 70 баллов на ЕГЭ, и без них не обойтись ни стобалльнику, ни гуманитарию.

Вся необходимая теория. Быстрые способы решения, ловушки и секреты ЕГЭ. Разобраны все актуальные задания части 1 из Банка заданий ФИПИ. Курс полностью соответствует требованиям ЕГЭ-2018.

Курс содержит 5 больших тем, по 2,5 часа каждая. Каждая тема дается с нуля, просто и понятно.

Сотни заданий ЕГЭ. Текстовые задачи и теория вероятностей. Простые и легко запоминаемые алгоритмы решения задач. Геометрия. Теория, справочный материал, разбор всех типов заданий ЕГЭ. Стереометрия. Хитрые приемы решения, полезные шпаргалки, развитие пространственного воображения. Тригонометрия с нуля - до задачи 13. Понимание вместо зубрежки. Наглядное объяснение сложных понятий. Алгебра. Корни, степени и логарифмы, функция и производная. База для решения сложных задач 2 части ЕГЭ.

Доказательство:

  • Дан треугольник АВС.
  • Через вершину B проведем прямую DK параллельно основанию AC.
  • \angle CBK= \angle C как внутренние накрест лежащие при параллельных DK и AC, и секущей BC.
  • \angle DBA = \angle A внутренние накрест лежащие при DK \parallel AC и секущей AB. Угол DBK развернутый и равен
  • \angle DBK = \angle DBA + \angle B + \angle CBK
  • Так как развернутый угол равен 180 ^\circ , а \angle CBK = \angle C и \angle DBA = \angle A , то получим 180 ^\circ = \angle A + \angle B + \angle C.

Теорема доказана

Следствия из теоремы о сумме углов треугольника:

  1. Сумма острых углов прямоугольного треугольника равна 90° .
  2. В равнобедренном прямоугольном треугольнике каждый острый угол равен 45° .
  3. В равностороннем треугольнике каждый угол равен 60° .
  4. В любом треугольнике либо все углы острые, либо два угла острые, а третий - тупой или прямой.
  5. Внешний угол треугольника равен сумме двух внутренних углов, не смежных с ним.

Теорема о внешнем угле треугольника

Внешний угол треугольника равен сумме двух оставшихся углов треугольника, не смежных с этим внешним углом

Доказательство:

  • Дан треугольник АВС, где ВСD - внешний угол.
  • \angle BAC + \angle ABC +\angle BCA = 180^0
  • Из равенств угол \angle BCD + \angle BCA = 180^0
  • Получаем \angle BCD = \angle BAC+\angle ABC.

Предварительные сведения

Вначале рассмотрим непосредственно понятие треугольника.

Определение 1

Треугольником будем называть геометрическую фигуру, которая составлена из трех точек, соединенных между собой отрезками (рис. 1).

Определение 2

Точки в рамках определения 1 будем называть вершинами треугольника.

Определение 3

Отрезки в рамках определения 1 будем называть сторонами треугольника.

Очевидно, что любой треугольник будет иметь 3 вершин, а также три стороны.

Теорема о сумме углов в треугольнике

Введем и докажем одну из основных теорем, связанную с треугольников, а именно теорему о сумме углов в треугольнике.

Теорема 1

Сумма углов в любом произвольном треугольнике равняется $180^\circ$.

Доказательство.

Рассмотрим треугольник $EGF$. Докажем, что сумма углов в этом треугольнике равняется $180^\circ$. Сделаем дополнительное построение: проведем прямую $XY||EG$ (рис. 2)

Так как прямые $XY$ и $EG$ параллельны, то $∠E=∠XFE$ как накрест лежащие при секущей $FE$, а $∠G=∠YFG$ как накрест лежащие при секущей $FG$

Угол $XFY$ будет развернутым, следовательно, равняется $180^\circ$.

$∠XFY=∠XFE+∠F+∠YFG=180^\circ$

Следовательно

$∠E+∠F+∠G=180^\circ$

Теорема доказана.

Теорема о внешнем угле треугольника

Еще одной теоремой о сумме углов для треугольника можно считать теорему о внешнем угле. Для начала введем это понятие.

Определение 4

Внешним углом треугольника будем называть такой угол, который будет смежным с каким-либо углом треугольника (рис. 3).

Рассмотрим теперь непосредственно теорему.

Теорема 2

Внешний угол треугольника равняется сумме двух углов треугольника, которые не являются смежным для него.

Доказательство.

Рассмотрим произвольный треугольник $EFG$. Пусть он имеет внешний угол треугольника $FGQ$ (рис. 3).

По теореме 1 ,будем иметь, что $∠E+∠F+∠G=180^\circ$, следовательно,

$∠G=180^\circ-(∠E+∠F)$

Так как угол $FGQ$ внешний, то он смежен с углом $∠G$, тогда

$∠FGQ=180^\circ-∠G=180^\circ-180^\circ+(∠E+∠F)=∠E+∠F$

Теорема доказана.

Пример задач

Пример 1

Найти все углы треугольника, если он является равносторонним.

Так как у равностороннего треугольника все стороны равны, то будем иметь, что и все углы в нем также равны между собой. Обозначим их градусные меры через $α$.

Тогда, по теореме 1 будем получать

$α+α+α=180^\circ$

Ответ: все углы равняются по $60^\circ$.

Пример 2

Найти все углы равнобедренного треугольника, если один его угол равняется $100^\circ$.

Введем следующие обозначения углов в равнобедренном треугольнике:

Так как нам не дано в условии, какой именно угол равняется $100^\circ$, то возможны два случая:

    Угол, равный $100^\circ$ - угол при основании треугольника.

    По теореме об углах при основании равнобедренного треугольника получим

    $∠2=∠3=100^\circ$

    Но тогда только их сумма будет больше, чем $180^\circ$, что противоречит условию теоремы 1. Значит, этот случай не имеет места.

    Угол, равный $100^\circ$ - угол между равными сторонами, то есть

    Вдогонку ко вчерашнему:

    Играем с мозаикой под сказку по геометрии:

    Жили-были треугольники. Такие похожие, что просто копия друг друга.
    Стали они как-то рядышком на прямую линию. А так как были они все одного роста -
    то и верхушки их были на одном уровне, под линеечку:

    Треугольники любили кувыркаться и стоять на голове. Взобрались в верхний ряд и стали на уголок, как акробаты.
    А мы уже знаем - когда они стоят верхушками ровно в линию,
    то и подошвы у них тоже по линеечке - потому что если кто одного роста, то он и верх ногами одного роста!

    Во всем они были одинаковые - и высота одинаковая, и подошвы один в один,
    и горки по сторонам - одна круче, другая более пологая - по длине одинаковые
    и наклон у них одинаковый. Ну просто близнецы! (только в разных одежках, у каждого свой кусочек пазла) .

    - Где у треугольников одинаковые стороны? А где уголки одинаковые?

    Постояли треугольники на голове, постояли, да и решили соскользнуть и улечься в нижнем ряду.
    Заскользили и съехали как с горки; а горки-то у них одинаковые!
    Вот и поместились аккурат между нижними треугольниками, без зазоров и никто никого не потеснил.

    Огляделись треугольники и заметили интересную особенность.
    Везде, где их углы вместе сошлись - непременно встретились все три угла:
    самый большой - "угол-голова", самый острый угол и третий, средний по величине угол.
    Они даже ленточки цветные повязали, что б сразу было заметно, где какой.

    И получилось, что три угла треугольника, если их совместить -
    составляют один большой угол, "угол нараспашку" - как обложка раскрытой книги,

    ______________________о ___________________

    он так и называется: развернутый угол.

    У любого треугольника - будто паспорт: три угла вместе равны развернутому углу.
    Постучится к вам кто-нибудь: - тук-тук, я треугольник, пустите меня переночевать!
    А вы ему - Предъяви-ка сумму углов в развернутом виде!
    И сразу понятно - настоящий ли это треугольник или самозванец.
    Не прошел проверку - Разворачивайся на сто восемьдесят градусов и ступай восвояси!

    Когда говорят "повернуть на 180° - это значит развернуться задом наперед и
    идти в обратном направлении.

    То же самое в более привычных выражениях, без "жили были":

    Совершим параллельный перенос треугольника АВС вдоль оси ОХ
    на вектор АВ равный длине основания АВ.
    Прямая, DF проходящая через вершины С и С 1 треугольников
    параллельна оси ОХ, в силу того, что перпендикулярные оси ОХ
    отрезки h и h 1 (высоты равных треугольников) равны.
    Таким образом основание треугольника А 2 В 2 С 2 параллельно основанию АВ
    и равно ему по длине (т.к. вершина С 1 смещена относительно С на величину АВ).
    Треугольники А 2 В 2 С 2 и АВС равны по трем сторонам.
    А стало быть углы ∠А 1 ∠В ∠С 2 , образующие развернутый угол, равны углам треугольника АВС.
    => Сумма углов треугольника равна 180°

    С движениями - "трансляциями" так называемыми доказательство короче и наглядней,
    на кусочках мозаики даже малышу может быть понятно.

    Зато традиционное школьное:

    опирающееся на равенство внутренних накрест-лежащих углов, отсекаемых на параллельных прямых

    ценно тем, что дает представление о том - почему это так,
    почему сумма углов треугольника равна развернутому углу?

    Потому что иначе параллельные прямые не обладали бы привычными нашему миру свойствами.

    Теоремы работают в обе стороны. Из аксиомы о параллельных прямых следует
    равенство накрест лежащих и вертикальных углов, а из них - сумма углов треугольника.

    Но верно и обратное: пока углы треугольника составляют 180° - существуют параллельные прямые
    (такие, что через точку не лежащую на прямой можно провести единственную прямую || данной).
    Если однажды в мире появится треугольник, у которого сумма углов не равна развернутому углу -
    то параллельные перестанут быть параллельны, весь мир искривится и перекособочится.

    Если полосы с орнаментом из треугольников расположить друг над другом -
    можно покрыть все поле повторяющимся узором, будто пол плиткой:


    можно обводить на такой сетке разные фигуры - шестиугольники, ромбы,
    звездные многоугольники и получать самые разные паркеты


    Замощение плоскости паркетами - не только занятная игра, но и актуальная математическая задача:

    ________________________________________ _______________________-------__________ ________________________________________ ______________
    /\__||_/\__||_/\__||_/\__||_/\__|)0(|_/\__||_/\__||_/\__||_/\__||_/\=/\__||_/ \__||_/\__||_/\__||_/\__|)0(|_/\__||_/\__||_/\__||_/\__||_/\

    Поскольку каждый четырехугольник - прямоугольник, квадрат, ромб и проч.,
    может быть составлен из двух треугольников,
    соответственно сумма углов четырехугольника: 180° + 180°= 360°

    Одинаковые равнобедренные треугольники складываются в квадраты разными способами.
    Маленький квадратик из 2-х частей. Средний из 4-х. И самый большой из 8-ми.
    Сколько на чертеже фигур, состоящих из 6-ти треугольников?