กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 10 นาที

สามเหลี่ยมมุมฉาก

รูป สามเหลี่ยมมุมฉาก หรือ รูปสามเหลี่ยมมุมฉาก บางครั้งเรียกว่า รูปสามเหลี่ยมเชิงตั้งฉาก หรือ รูป สามเหลี่ยมสี่เหลี่ยมผืนผ้า คือรูป สามเหลี่ยม ที่มี ด้าน สอง ด้าน ตั้งฉากกัน...

สามเหลี่ยมมุมฉาก

รูปสามเหลี่ยมมุมฉากABCที่มีมุมฉากอยู่ที่C ด้านตรงข้าม มุมฉากคือcและด้านประกอบมุมฉากคือaและb

รูปสามเหลี่ยมมุมฉากหรือรูปสามเหลี่ยมมุมฉากบางครั้งเรียกว่ารูปสามเหลี่ยมเชิงตั้งฉากหรือรูปสามเหลี่ยมสี่เหลี่ยมผืนผ้าคือรูปสามเหลี่ยมที่มีด้าน สอง ด้านตั้งฉากกันทำให้เกิดมุมฉาก ( 1/4 รอบ หรือ 90 องศา )

ด้านตรงข้ามมุมฉากเรียกว่า ด้านตรงข้ามมุมฉาก (ด้านในรูป) ด้านที่อยู่ติดกับมุมฉากเรียกว่าด้านประกอบมุมฉาก (หรือcatheti , เอกพจน์: cathetus ) ด้านประกอบมุมฉากอาจหมายถึง ด้านที่อยู่ติดกับมุมและ ด้าน ตรงข้ามมุมในขณะที่ด้านประกอบมุมฉากอาจหมาย ถึง ด้านที่อยู่ติดกับมุมและด้านตรงข้ามมุม

รูปสามเหลี่ยมมุมฉากทุกรูปเป็นครึ่งหนึ่งของรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่ถูกแบ่งตามแนวทแยงมุมเมื่อรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าเป็นรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัส ครึ่งหนึ่งที่เป็นรูปสามเหลี่ยมมุมฉากนั้นจะเป็นรูปสามเหลี่ยมหน้าจั่วซึ่งมีด้านสองด้านที่เท่ากันและมุมสองมุมที่เท่ากัน เมื่อรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าไม่ใช่รูปสี่เหลี่ยมจัตุรัส ครึ่งหนึ่งที่เป็นรูปสามเหลี่ยมมุมฉากนั้นจะเป็นรูปสามเหลี่ยมด้านไม่เท่า

ทุกสามเหลี่ยมที่มีฐานเป็นเส้นผ่านศูนย์กลางของวงกลมและจุดยอดอยู่บนวงกลมนั้น จะเป็นสามเหลี่ยมมุมฉาก โดยมีมุมฉากอยู่ที่จุดยอดและด้านตรงข้ามมุมฉากเป็นฐาน ในทางกลับกัน วงกลมล้อมรอบสามเหลี่ยมมุมฉากใดๆ ก็จะมีด้านตรงข้ามมุมฉากเป็นเส้นผ่านศูนย์กลาง นี่คือทฤษฎีบทของทาเล

ด้านประกอบมุมฉากและด้านตรงข้ามมุมฉากของสามเหลี่ยมมุมฉากเป็นไปตามทฤษฎีบทพีทาโกรัสกล่าวคือ ผลรวมของพื้นที่ของกำลังสองบนด้านประกอบมุมฉากสองด้านเท่ากับพื้นที่ของกำลังสองบนด้านตรงข้ามมุมฉาก ถ้าความยาวของด้านทั้งสามของสามเหลี่ยมมุมฉากเป็นจำนวนเต็ม สามเหลี่ยมนั้นเรียกว่าสามเหลี่ยมพีทาโกรัสและความยาวด้านทั้งสามของสามเหลี่ยมนั้นเรียกรวมกันว่าสามเหลี่ยมพีทาโกรัส

ความสัมพันธ์ระหว่างด้านและมุมของสามเหลี่ยมมุมฉากเป็นวิธีหนึ่งในการกำหนดและทำความเข้าใจตรีโกณมิติซึ่งเป็นการศึกษาความสัมพันธ์เชิงเมตริกซ์ระหว่างความยาวและมุม

คุณสมบัติหลัก

ด้านข้าง

ภาพ " เก้าอี้เจ้าสาว"จากการพิสูจน์ทฤษฎีบทพีทาโกรัสในเวอร์ชันสีที่ใช้ในฉบับปี 1847 ของไบรน์ การพิสูจน์แสดงให้เห็นว่าพื้นที่สีดำและสีเหลืองเท่ากัน เช่นเดียวกับพื้นที่สีแดงและสีน้ำเงิน

ด้านทั้งสามของสามเหลี่ยมมุมฉากมีความสัมพันธ์กันโดยทฤษฎีบทพีทาโกรัสซึ่งในสัญลักษณ์พีชคณิตสมัยใหม่สามารถเขียนได้เป็น โดยที่คือความยาวของ ด้านตรงข้าม มุมฉาก (ด้านตรงข้ามมุมฉาก) และและคือความยาวของ ด้านประกอบ มุมฉาก (ด้านที่เหลืออีกสองด้าน) ทฤษฎีบทนี้ได้รับการพิสูจน์ในสมัยโบราณ และเป็นข้อเสนอ I.47 ในElementsของยูคลิด : "ในสามเหลี่ยมมุมฉาก กำลังสองของด้านที่รองรับมุมฉากเท่ากับกำลังสองของด้านที่ประกอบมุมฉาก" [ 1 ]จำนวนเต็มสามจำนวน, และที่สอดคล้องกับสมการนี้เรียกว่าสามเท่าพีทาโกรัสในการใช้งานจริง เช่น การก่อสร้างและการสำรวจ ความสัมพันธ์นี้มักถูกนำไปใช้โดยใช้กฎ 3-4-5 เพื่อให้แน่ใจว่ามุมมีขนาด 90 องศาพอดี

พื้นที่

เช่นเดียวกับรูปสามเหลี่ยมใดๆ พื้นที่ของรูปสามเหลี่ยมมุมฉากจะเท่ากับครึ่งหนึ่งของฐานคูณด้วยความสูงที่สอดคล้องกัน ในรูปสามเหลี่ยมมุมฉาก ถ้าด้านหนึ่งเป็นฐาน อีกด้านหนึ่งจะเป็นความสูง ดังนั้นพื้นที่ของรูปสามเหลี่ยมมุมฉากจึงเท่ากับครึ่งหนึ่งของผลคูณของด้านทั้งสอง สูตรคำนวณพื้นที่คือ

โดยที่และคือด้านประกอบมุมฉากของสามเหลี่ยม

ถ้าวงกลมแนบในสัมผัสกับด้านตรงข้ามมุมฉากที่จุดแล้วให้ครึ่งเส้นรอบรูปเป็นเราจะได้ และและพื้นที่จะกำหนดโดย

สูตรนี้ใช้ได้กับสามเหลี่ยมมุมฉากเท่านั้น[ 2 ]

ระดับความสูง

ความสูงfของสามเหลี่ยมมุมฉาก

ถ้า ลากเส้น ความสูงจากจุดยอด โดยให้มุมฉากกับด้านตรงข้ามมุมฉาก สามเหลี่ยมนั้นจะถูกแบ่งออกเป็นสามเหลี่ยมเล็กสองรูป ซึ่งทั้งสองรูปนี้คล้ายกับสามเหลี่ยมเดิม และดังนั้นจึงคล้ายกันเองด้วย จากนี้ไป:

  • ความสูงเทียบกับด้านตรงข้ามมุมฉากคือค่าเฉลี่ยเรขาคณิต ( ค่าเฉลี่ยตามสัดส่วน ) ของสองส่วนของด้านตรงข้ามมุมฉาก[ 3 ] : 243
  • ด้านประกอบมุมฉากแต่ละด้านของสามเหลี่ยมมีค่าเฉลี่ยเป็นสัดส่วนระหว่างด้านตรงข้ามมุมฉากและส่วนของด้านตรงข้ามมุมฉากที่อยู่ติดกับด้านประกอบมุมฉากนั้น

ในสมการ

(บางครั้งเรียกทฤษฎีนี้ว่าทฤษฎีความสูงของสามเหลี่ยมมุมฉาก )

โดยที่ดังแสดงในแผนภาพ[ 4 ]ดังนั้น

นอกจากนี้ ความสูงไปยังด้านตรงข้ามมุมฉากมีความสัมพันธ์กับด้านประกอบมุมฉากของสามเหลี่ยมมุมฉากโดย[ 5 ] [ 6 ]

สำหรับคำตอบของสมการนี้ในรูปจำนวนเต็ม โปรดดูที่นี่

เส้นความสูงจากด้านใดด้านหนึ่งของสามเหลี่ยมมุมฉากจะตรงกับด้านอีกด้านหนึ่ง เนื่องจากเส้นเหล่านี้ตัดกันที่จุดยอดมุมฉาก ดังนั้นจุดศูนย์กลางความตั้งฉาก ของสามเหลี่ยมมุมฉาก ซึ่งเป็นจุดตัดของเส้นความสูงทั้งสาม จึงตรงกับจุดยอดมุมฉาก

รัศมีภายในและรัศมีภายนอก

รัศมีของวงกลมแนบในของสามเหลี่ยมมุมฉากที่มีด้านประกอบมุมฉากยาวและด้านตรงข้ามมุมฉากยาวคือ

ตามทฤษฎีบทของทาเลสด้านตรงข้ามมุมฉากคือเส้นผ่านศูนย์กลางของวงกลมล้อมรอบและดังนั้น รัศมีของวงกลมล้อมรอบจึงเป็นครึ่งหนึ่งของความยาวด้านตรงข้ามมุมฉาก:

ดังนั้นผลรวมของรัศมีวงกลมล้อมรอบและรัศมีวงกลมภายในจึงเป็นครึ่งหนึ่งของผลรวมของด้านประกอบมุมฉาก: [ 7 ]

ขาข้างหนึ่งสามารถแสดงได้ในรูปของรัศมีวงใน และขาอีกข้างหนึ่งสามารถแสดงได้ในรูปของรัศมีวงใน

ลักษณะเฉพาะ

รูปสามเหลี่ยมที่มีด้านยาว, ครึ่งเส้นรอบรูป , พื้นที่ , ความสูงตรงข้ามด้านที่ยาวที่สุด , รัศมีวงกลมล้อม รอบ , รัศมีวงกลม แนบใน, รัศมีวงกลมแนบนอก และเส้นสัมผัส ตามลำดับ และเส้น มัธยฐาน จะเป็นสามเหลี่ยมมุมฉากก็ต่อเมื่อข้อความใดข้อความหนึ่งในหกหมวดหมู่ต่อไปนี้เป็นจริง ซึ่งแต่ละข้อความนี้ก็เป็นคุณสมบัติของสามเหลี่ยมมุมฉากทุกรูปด้วยเช่นกัน

ด้านข้างและครึ่งเส้นรอบวง

  • [ 8 ]
  • [ 9 ]

มุม

  • และเป็นส่วนเสริมกัน[ 10 ]
  • [ 9 ] [ 11 ]
  • [ 9 ] [ 11 ]
  • [ 11 ]

พื้นที่

  • จุดสัมผัสของวงกลมภายในที่ด้านยาวที่สุด อยู่ ที่ไหน[ 12 ]

รัศมีด้านในและรัศมีด้านนอก

  • [ 13 ]

ระดับความสูงและค่ามัธยฐาน

ความสูงของสามเหลี่ยมมุมฉากจากมุมฉากไปยังด้านตรงข้ามมุมฉากคือค่าเฉลี่ยเรขาคณิตของความยาวของส่วนของเส้นตรงที่แบ่งด้านตรงข้ามมุมฉากออกเป็นส่วนๆ โดยใช้ทฤษฎีบทพีทาโกรัสกับสามเหลี่ยม 3 รูปที่มีด้านยาว( p + q , r , s ) , ( r , p , h )และ( s , h , q )

วงกลมล้อมรอบและวงกลมภายใน

อัตราส่วนตรีโกณมิติ

ฟังก์ชันตรีโกณมิติสำหรับมุมแหลมสามารถกำหนดได้เป็นอัตราส่วนของด้านต่างๆ ของสามเหลี่ยมมุมฉาก สำหรับมุมที่กำหนด สามเหลี่ยมมุมฉากสามารถสร้างขึ้นได้โดยใช้มุมนี้ และด้านต่างๆ จะถูกเรียกว่าด้านตรงข้าม ด้านประชิด และด้านตรงข้ามมุมฉาก โดยอ้างอิงจากมุมนี้ตามคำจำกัดความข้างต้น อัตราส่วนของด้านเหล่านี้ไม่ขึ้นอยู่กับสามเหลี่ยมมุมฉากที่เลือก แต่ขึ้นอยู่กับมุมที่กำหนดเท่านั้น เนื่องจากสามเหลี่ยมทั้งหมดที่สร้างขึ้นด้วยวิธีนี้จะคล้ายกันถ้าสำหรับมุม α ที่กำหนด ด้านตรงข้าม ด้านประชิด และด้านตรงข้ามมุมฉาก ถูกกำหนดให้เป็นและตามลำดับ แล้วฟังก์ชันตรีโกณมิติจะเป็นดังนี้

สำหรับการแสดงฟังก์ชันไฮเปอร์โบลิกในรูปอัตราส่วนของด้านของสามเหลี่ยมมุมฉาก โปรดดูที่สามเหลี่ยมไฮเปอร์โบลิกของภาคส่วนไฮเปอร์โบลิ

รูปสามเหลี่ยมมุมฉากพิเศษ

ค่าของฟังก์ชันตรีโกณมิติสามารถคำนวณได้อย่างแม่นยำสำหรับมุมบางมุมโดยใช้สามเหลี่ยมมุมฉากที่มีมุมพิเศษ เช่น สามเหลี่ยม 30-60-90 ซึ่งสามารถใช้ในการคำนวณค่าฟังก์ชันตรีโกณมิติสำหรับมุมใดๆ ที่เป็นพหุคูณของและสามเหลี่ยมมุมฉากหน้าจั่ว หรือสามเหลี่ยม 45-45-90 ซึ่งสามารถใช้ในการคำนวณค่าฟังก์ชันตรีโกณมิติสำหรับมุมใดๆ ที่เป็นพหุคูณของ

สามเหลี่ยมเคปเลอร์

ให้ และเป็นค่าเฉลี่ยฮาร์มอนิก ค่า เฉลี่ยเรขาคณิตและค่าเฉลี่ยเลขคณิตของจำนวนบวกสองจำนวนและโดยที่ถ้าสามเหลี่ยมมุมฉากมีด้านประกอบมุมฉากและและด้านตรงข้ามมุมฉากแล้ว[ 14 ]

อัตราส่วนทองคำอยู่ที่ไหนเนื่องจากด้านของสามเหลี่ยมมุมฉากนี้เรียงลำดับแบบเรขาคณิตนี่จึงเป็นสามเหลี่ยมเคปเลอร์

ทฤษฎีบทของทาเลส

เส้นมัธยฐานของมุมฉากของสามเหลี่ยม

ทฤษฎีบทของทาเลสกล่าวว่า ถ้าเป็นเส้นผ่านศูนย์กลางของวงกลม และเป็นจุดใดๆ บนวงกลม แล้วจะเป็นรูปสามเหลี่ยมมุมฉากที่มีมุมฉากอยู่ที่จุดนั้นบทกลับกล่าวว่า ด้านตรงข้ามมุมฉากของรูปสามเหลี่ยมมุมฉากคือเส้นผ่านศูนย์กลางของวงกลมล้อม รอบรูปสามเหลี่ยม นั้น ผลที่ตามมาคือ วงกลมล้อมรอบมีจุดศูนย์กลางอยู่ที่จุดกึ่งกลางของเส้นผ่านศูนย์กลาง ดังนั้น เส้นมัธยฐานที่ลากผ่านจุดยอดมุมฉากคือรัศมี และรัศมีของวงกลมล้อมรอบคือครึ่งหนึ่งของความยาวของด้านตรงข้ามมุมฉาก

ค่ามัธยฐาน

สูตรต่อไปนี้ใช้ได้กับเส้นมัธยฐานของสามเหลี่ยมมุมฉาก:

เส้นมัธยฐานบนด้านตรงข้ามมุมฉากของสามเหลี่ยมมุมฉากจะแบ่งสามเหลี่ยมนั้นออกเป็นสามเหลี่ยมหน้าจั่วสองรูป เนื่องจากเส้นมัธยฐานเท่ากับครึ่งหนึ่งของด้านตรงข้ามมุมฉาก

เส้นมัธยฐานและจากขาเป็นไปตาม[ 7 ] : หน้า 136, #3110

เส้นออยเลอร์

ในรูปสามเหลี่ยมมุมฉากเส้นออยเลอร์จะผ่านเส้นมัธยฐานบนด้านตรงข้ามมุมฉาก กล่าวคือ เส้นออยเลอร์จะผ่านทั้งจุดยอดมุมฉากและจุดกึ่งกลางของด้านตรงข้ามจุดยอดนั้น เนื่องจากจุดศูนย์กลางความตั้งฉากของรูปสามเหลี่ยมมุมฉาก ซึ่งเป็นจุดตัดของเส้นความสูง จะตกอยู่บนจุดยอดมุมฉาก ในขณะที่จุดศูนย์กลางวงกลมล้อมรอบ ซึ่งเป็นจุดตัดของเส้นแบ่งครึ่งตั้งฉากของด้านต่างๆจะตกอยู่บนจุดกึ่งกลางของด้านตรงข้ามมุมฉาก

ความไม่เท่าเทียมกัน

ในสามเหลี่ยมมุมฉากใดๆ เส้นผ่านศูนย์กลางของวงกลมแนบในจะมีค่าน้อยกว่าครึ่งหนึ่งของด้านตรงข้ามมุมฉาก และยิ่งไปกว่านั้น ค่าเส้นผ่านศูนย์กลางของวงกลมแนบในจะมีค่าน้อยกว่าหรือเท่ากับด้านตรงข้ามมุมฉากคูณ ด้วย [ 15 ] : หน้า 281

ในรูปสามเหลี่ยมมุมฉากที่มีด้านประกอบมุมฉากและด้านตรงข้ามมุมฉาก

โดยมีความเท่าเทียมกันเฉพาะในกรณีสามเหลี่ยมหน้าจั่วเท่านั้น[ 15 ] : หน้า 282, หน้า 358

ถ้ากำหนดความสูงจากด้านตรงข้ามมุมฉากแล้ว

โดยมีความเท่าเทียมกันเฉพาะในกรณีสามเหลี่ยมหน้าจั่วเท่านั้น[ 15 ] : หน้า 282

คุณสมบัติอื่นๆ

ถ้าส่วนของความยาวและที่ออกมาจากจุดยอดแบ่งด้านตรงข้ามมุมฉากออกเป็นส่วนของความยาวสามส่วนแล้ว[ 3 ] : หน้า 216–217

รูปสามเหลี่ยมมุมฉากเป็นรูปสามเหลี่ยมเพียงรูปเดียวที่มีสี่เหลี่ยมจัตุรัสที่อยู่ภายในสองรูป แทนที่จะเป็นหนึ่งหรือสามรูป[ 16 ]

กำหนดให้จำนวนบวกสองจำนวนใดๆและโดยที่และ เป็นด้านประกอบมุมฉากของรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสสองรูปที่อยู่ภายในสามเหลี่ยมมุมฉากที่มีด้านตรงข้ามมุมฉากเท่ากับ แล้ว

ด้านเหล่านี้และรัศมีของวงกลมแนบในมีความสัมพันธ์กันด้วยสูตรที่คล้ายคลึงกัน:

เส้นรอบรูปของสามเหลี่ยมมุมฉากเท่ากับผลรวมของรัศมีของวงกลมแนบในและวงกลมแนบนอกทั้งสามวง :

ดูเพิ่มเติม

  • เครื่องคิดเลขสำหรับสามเหลี่ยมมุมฉาก
  • เครื่องคำนวณสามเหลี่ยมมุมฉากขั้นสูง
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Right_triangle&oldid=1341811044 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ สามเหลี่ยมมุมฉาก

รูป สามเหลี่ยมมุมฉาก หรือ รูปสามเหลี่ยมมุมฉาก บางครั้งเรียกว่า รูปสามเหลี่ยมเชิงตั้งฉาก หรือ รูป สามเหลี่ยมสี่เหลี่ยมผืนผ้า คือรูป สามเหลี่ยม ที่มี ด้าน สอง ด้าน ตั้งฉากกัน...

ด้านข้าง

ด้านทั้งสามของสามเหลี่ยมมุมฉากมีความสัมพันธ์กันโดย ทฤษฎีบทพีทาโกรัส ซึ่งในสัญลักษณ์พีชคณิตสมัยใหม่สามารถเขียนได้เป็น โดยที่คือความยาวของ ด้านตรงข้าม มุมฉาก (ด้านตรงข้ามมุมฉาก) และและคือความยาวของ ด้านประกอบ มุมฉาก (ด้านที่เหลืออีกสองด้าน)...

พื้นที่

เช่นเดียวกับรูปสามเหลี่ยมใดๆ พื้นที่ของรูปสามเหลี่ยมมุมฉากจะเท่ากับครึ่งหนึ่งของฐานคูณด้วยความสูงที่สอดคล้องกัน ในรูปสามเหลี่ยมมุมฉาก ถ้าด้านหนึ่งเป็นฐาน อีกด้านหนึ่งจะเป็นความสูง ดังนั้นพื้นที่ของรูปสามเหลี่ยมมุมฉากจึงเท่ากับครึ่งหนึ่งของผลคูณของด้านทั้งสอง...

ระดับความสูง

ถ้า ลากเส้น ความสูง จากจุดยอด โดยให้มุมฉากกับด้านตรงข้ามมุมฉาก สามเหลี่ยมนั้นจะถูกแบ่งออกเป็นสามเหลี่ยมเล็กสองรูป ซึ่งทั้งสองรูปนี้ คล้าย กับสามเหลี่ยมเดิม และดังนั้นจึงคล้ายกันเองด้วย จากนี้ไป: