В треугольнике ABC известно, что угол при вершине A равен сумме углов при вершинах B и C; исследуйте возможные соотношения сторон и углов и докажите полученные утверждения

26 Ноя в 14:03
1 +1
0
Ответы
1
Пусть обозначения углов стандартные: A=∠BAC, B=∠ABC, C=∠ACBA=\angle BAC,\;B=\angle ABC,\;C=\angle ACBA=BAC,B=ABC,C=ACB. Дано A=B+CA=B+CA=B+C.
1) Определение типа треугольника.
Из суммы углов треугольника A+B+C=πA+B+C=\piA+B+C=π и A=B+CA=B+CA=B+C следует
(B+C)+B+C=π ⟹ 2(B+C)=π ⟹ B+C=π2, (B+C)+B+C=\pi\implies 2(B+C)=\pi\implies B+C=\frac{\pi}{2},
(B+C)+B+C=π2(B+C)=πB+C=2π ,
откуда
A=π2. A=\frac{\pi}{2}.
A=2π .
Итого треугольник прямоугольный в вершине AAA.
2) Теорема Пифагора.
В прямоугольном треугольнике с прямым углом при AAA по теореме косинусов или по классической формуле:
BC2=AB2+AC2. BC^2=AB^2+AC^2.
BC2=AB2+AC2.

3) Соотношения через синусную теорему.
По синусной теореме
BCsin⁡A=ABsin⁡C=ACsin⁡B. \frac{BC}{\sin A}=\frac{AB}{\sin C}=\frac{AC}{\sin B}.
sinABC =sinCAB =sinBAC .
Так как sin⁡A=1\sin A=1sinA=1, получаем
AB=BCsin⁡C,AC=BCsin⁡B. AB=BC\sin C,\qquad AC=BC\sin B.
AB=BCsinC,AC=BCsinB.
Отсюда
ABAC=sin⁡Csin⁡B=sin⁡Ccos⁡C=tan⁡C, \frac{AB}{AC}=\frac{\sin C}{\sin B}=\frac{\sin C}{\cos C}=\tan C,
ACAB =sinBsinC =cosCsinC =tanC,
поскольку B=π2−CB=\frac{\pi}{2}-CB=2π C.
4) Следствия об относительных размерах сторон.
- Гипотенуза самая большая: BC>max⁡(AB,AC)BC>\max(AB,AC)BC>max(AB,AC), так как sin⁡B,sin⁡C≤1\sin B,\sin C\le1sinB,sinC1.
- Одинаковость сторон: AB=ACAB=ACAB=AC тогда и только тогда, когда tan⁡C=1\tan C=1tanC=1, т.е. C=π4C=\frac{\pi}{4}C=4π и потому B=π4B=\frac{\pi}{4}B=4π . Значит единственный случай равнобедренности при данном условии — B=C=45∘B=C=45^\circB=C=45.
- Порядок сторон соответствует порядку противоположных углов: если B>CB>CB>C, то AC>ABAC>ABAC>AB. Это видно либо из общих свойств треугольника, либо из формулы ABAC=tan⁡C\frac{AB}{AC}=\tan CACAB =tanC: при C<π4C<\frac{\pi}{4}C<4π имеем tan⁡C<1⇒AB<AC\tan C<1\Rightarrow AB<ACtanC<1AB<AC.
5) Высота из прямого угла.
Высота из вершины AAA на гипотенузу равна
h=2⋅[△ABC]BC=AB⋅ACBC. h=\frac{2\cdot[\triangle ABC]}{BC}=\frac{AB\cdot AC}{BC}.
h=BC2[ABC] =BCABAC .

Итого: данное условие эквивалентно тому, что треугольник прямоугольный при AAA; далее выполняются все стандартные для прямоугольного треугольника соотношения (Пифагор, синусная теорема, соотношения для высоты и т.д.), единственный случай равнобедренности — B=C=45∘B=C=45^\circB=C=45.
26 Ноя в 15:18
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир