Даны стороны треугольника a = 7, b = 8, c = 9. Опишите пошаговую конструкцию этого треугольника с циркулем и линейкой, укажите возможные источники погрешностей и способы их минимизации
Кратко и по шагам. Предварительная проверка: выполняется неравенство треугольника 7+8>9, 7+9>8, 8+9>77+8>9,\;7+9>8,\;8+9>77+8>9,7+9>8,8+9>7 — построение возможно. Обозначения: пусть стороны заданы как a=7a=7a=7 (против вершины AAA, т.е. BC=aBC=aBC=a), b=8b=8b=8 (против BBB, т.е. CA=bCA=bCA=b), c=9c=9c=9 (против CCC, т.е. AB=cAB=cAB=c). Построение циркулем и линейкой: 1. На листе проведите прямую и отложите на ней отрезок AB‾\overline{AB}AB длиной AB=c=9AB=c=9AB=c=9. 2. Установите циркуль на радиус b=8b=8b=8, центр в точке AAA, проведите дугу. 3. Установите циркуль на радиус a=7a=7a=7, центр в точке BBB, проведите вторую дугу. 4. Точки пересечения дуг — две симметричные вершины CCC. Выберите одну из них; обозначьте выбранную как CCC. 5. Проведите отрезки AC‾\overline{AC}AC и BC‾\overline{BC}BC. Получили треугольник ABCABCABC со сторонами AB=9, BC=7, CA=8AB=9,\;BC=7,\;CA=8AB=9,BC=7,CA=8. Проверка точности (по формуле координат, при проверке на бумаге можно измерить): - Если положить A=(0,0), B=(c,0)=(9,0)A=(0,0),\;B=(c,0)=(9,0)A=(0,0),B=(c,0)=(9,0), абсцисса пересечения вычисляется как x=b2+c2−a22c=82+92−722⋅9=9618=163≈5.333 .
x=\frac{b^2+c^2-a^2}{2c}=\frac{8^2+9^2-7^2}{2\cdot9}=\frac{96}{18}=\frac{16}{3}\approx5.333\!. x=2cb2+c2−a2=2⋅982+92−72=1896=316≈5.333.
- Высота (ордината) равна y=b2−x2=64−(163)2=853≈5.963.
y=\sqrt{b^2-x^2}=\sqrt{64-\left(\frac{16}{3}\right)^2}=\frac{8\sqrt5}{3}\approx5.963. y=b2−x2=64−(316)2=385≈5.963.
Измерив полученную точку CCC, можно сверить длины и/или угол по теореме косинусов: cosA=b2+c2−a22bc.
\cos A=\frac{b^2+c^2-a^2}{2bc}. cosA=2bcb2+c2−a2. Возможные источники погрешностей и способы их минимизации: - Неправильная установка радиуса циркуля (смещение при считывании) — минимизировать: использовать счётчик/делитель или переводить расстояние делителем, проверять радиус перед каждой дугой. - Невысокая точность ударных отметок и толстая линия карандаша — минимизировать: тонкий острый грифель/игольчатая насадка, тонкие линии, затем подчистить. - Соскальзывание или люфт циркуля — минимизировать: затянуть винты, держать циркуль вертикально, опираться на плотную поверхность. - Параллакс при переносе/чтении — минимизировать: смотреть строго перпендикулярно, использовать делитель для переноса расстояний. - Малый масштаб (сильная относительная ошибка при малых длинах) — минимизировать: увеличьте масштаб построения (например, в 2–5 раз). - Нерезкие центры на бумаге (скользкая бумага) — использовать подложку, фиксировать лист, проводить лёгкие метки и затем тянуть окончательные линии. Дополнительные рекомендации: - Перед финальным штрихом проверить пересечения дуг: если дуги не пересекаются — ошибка в отложенных длинах или нарушено неравенство треугольника. - Для большей точности пользуйтесь штангенциркулем/линейкой для контрольных измерений после построения.
Предварительная проверка: выполняется неравенство треугольника 7+8>9, 7+9>8, 8+9>77+8>9,\;7+9>8,\;8+9>77+8>9,7+9>8,8+9>7 — построение возможно.
Обозначения: пусть стороны заданы как a=7a=7a=7 (против вершины AAA, т.е. BC=aBC=aBC=a), b=8b=8b=8 (против BBB, т.е. CA=bCA=bCA=b), c=9c=9c=9 (против CCC, т.е. AB=cAB=cAB=c).
Построение циркулем и линейкой:
1. На листе проведите прямую и отложите на ней отрезок AB‾\overline{AB}AB длиной AB=c=9AB=c=9AB=c=9.
2. Установите циркуль на радиус b=8b=8b=8, центр в точке AAA, проведите дугу.
3. Установите циркуль на радиус a=7a=7a=7, центр в точке BBB, проведите вторую дугу.
4. Точки пересечения дуг — две симметричные вершины CCC. Выберите одну из них; обозначьте выбранную как CCC.
5. Проведите отрезки AC‾\overline{AC}AC и BC‾\overline{BC}BC. Получили треугольник ABCABCABC со сторонами AB=9, BC=7, CA=8AB=9,\;BC=7,\;CA=8AB=9,BC=7,CA=8.
Проверка точности (по формуле координат, при проверке на бумаге можно измерить):
- Если положить A=(0,0), B=(c,0)=(9,0)A=(0,0),\;B=(c,0)=(9,0)A=(0,0),B=(c,0)=(9,0), абсцисса пересечения вычисляется как
x=b2+c2−a22c=82+92−722⋅9=9618=163≈5.333 . x=\frac{b^2+c^2-a^2}{2c}=\frac{8^2+9^2-7^2}{2\cdot9}=\frac{96}{18}=\frac{16}{3}\approx5.333\!.
x=2cb2+c2−a2 =2⋅982+92−72 =1896 =316 ≈5.333. - Высота (ордината) равна
y=b2−x2=64−(163)2=853≈5.963. y=\sqrt{b^2-x^2}=\sqrt{64-\left(\frac{16}{3}\right)^2}=\frac{8\sqrt5}{3}\approx5.963.
y=b2−x2 =64−(316 )2 =385 ≈5.963. Измерив полученную точку CCC, можно сверить длины и/или угол по теореме косинусов:
cosA=b2+c2−a22bc. \cos A=\frac{b^2+c^2-a^2}{2bc}.
cosA=2bcb2+c2−a2 .
Возможные источники погрешностей и способы их минимизации:
- Неправильная установка радиуса циркуля (смещение при считывании) — минимизировать: использовать счётчик/делитель или переводить расстояние делителем, проверять радиус перед каждой дугой.
- Невысокая точность ударных отметок и толстая линия карандаша — минимизировать: тонкий острый грифель/игольчатая насадка, тонкие линии, затем подчистить.
- Соскальзывание или люфт циркуля — минимизировать: затянуть винты, держать циркуль вертикально, опираться на плотную поверхность.
- Параллакс при переносе/чтении — минимизировать: смотреть строго перпендикулярно, использовать делитель для переноса расстояний.
- Малый масштаб (сильная относительная ошибка при малых длинах) — минимизировать: увеличьте масштаб построения (например, в 2–5 раз).
- Нерезкие центры на бумаге (скользкая бумага) — использовать подложку, фиксировать лист, проводить лёгкие метки и затем тянуть окончательные линии.
Дополнительные рекомендации:
- Перед финальным штрихом проверить пересечения дуг: если дуги не пересекаются — ошибка в отложенных длинах или нарушено неравенство треугольника.
- Для большей точности пользуйтесь штангенциркулем/линейкой для контрольных измерений после построения.