МАТЕМАТИКА · 9 КЛАССПроект «Педагагічная скарбонка»
ГЕОМЕТРИЯ · ИНТЕРАКТИВНЫЙ КОНСПЕКТ

§ 15. Креативная геометрия: построения и теорема Стюарта

Дополнительное построение и теорема Стюарта помогают находить внутренние отрезки.

Наглядная модель12 заданий с проверкойТренажёр и тест
Главный вопрос

Как превратить неизвестный отрезок в сторону удобного треугольника?

Разбираемся в теме

Основные пункты параграфа

Разберись, почему работает правило, исследуй модель и проверь себя.

01

Зачем достраивать чертёж

В прямоугольном треугольнике с острым углом 15° отрази вершину прямого угла через гипотенузу. Отрезок между отражёнными вершинами равен двум высотам, а угол у острой вершины становится 30°.

РАЗБЕРЁМСЯ НА ПРИМЕРЕ

Проверим на примере

По теореме синусов из такого построения получается c=4h для треугольника с углами 15°,75°,90°. При h=2 гипотенуза 8.

Маршрут рассуждения

  1. Зачем достраивать чертёж

    Отражение, высота или окружность могут создать известный угол и применимую теорему.

  2. Теорема Стюарта

    Если BD=m, DC=n, AB=c, AC=b, AD=d, то b²m+c²n=(m+n)(d²+mn).

  3. Медиана и биссектриса

    Для медианы m=n; для биссектрисы m/n=c/b и d²=bc−mn.

  4. Площади частей как подсказка

    У треугольников с общей высотой площади пропорциональны основаниям.

Главная мысль

Отражение, высота или окружность могут создать известный угол и применимую теорему.

02

Теорема Стюарта

Точка D лежит внутри BC. Применим косинусы к ABD и ACD. Углы при D смежные; умножение равенств на противоположные части основания и сложение убирает косинус.

РАЗБЕРЁМСЯ НА ПРИМЕРЕ

Проверим на примере

b=c=5,m=2,n=4: d²=(25·2+25·4)/6−8=17, d=√17.

ABCDcbdmn
ИССЛЕДУЙ САМ

Исследуй связь величин

Изменяй значения ползунками или вводи числа. Сначала предскажи ответ; вычисления можно открыть отдельно.

Показать вычисления и пояснение

Главная мысль

Если BD=m, DC=n, AB=c, AC=b, AD=d, то b²m+c²n=(m+n)(d²+mn).

03

Медиана и биссектриса

Медиана и биссектриса задают разные отношения частей стороны. Подставляя нужную связь в Стюарта, получаем более короткие формулы. Совпадают эти отрезки только в особых конфигурациях.

РАЗБЕРЁМСЯ НА ПРИМЕРЕ

Проверим на примере

AB=6,AC=8,BC=7. Для биссектрисы BD=3,DC=4, значит, AD²=48−12=36 и AD=6.

Подумай и объясни

Биссектриса делит BC в отношении…

Сверить рассуждение

AB:AC. Для медианы m=n; для биссектрисы m/n=c/b и d²=bc−mn.

ПРИМЕР 1 · РАЗБОР ПО ШАГАМ

ПРИМЕР 2 · РАЗБОР ПО ШАГАМ

Главная мысль

Для медианы m=n; для биссектрисы m/n=c/b и d²=bc−mn.

04

Площади частей как подсказка

Если соединить центр вписанной окружности с вершинами, у трёх частей общая высота r. Их площади дают отношение сторон. Затем можно применить Герона и S=pr, чтобы восстановить масштаб.

РАЗБЕРЁМСЯ НА ПРИМЕРЕ

Проверим на примере

Если площади частей напротив сторон равны 7,15,20, то стороны пропорциональны 7:15:20. При полном вычислении получаются стороны 7,15,20 и r=2: их площадь по Герону 42.

ПОЧЕМУ ТАК

Восстановим масштаб, а не только отношение

Пусть стороны равны 7t,15t,20t, t>0. Тогда p=21t, а по Герону S=√(21·14·6·1)·t²=42t². По условию площадь равна 7+15+20=42, поэтому t²=1, t=1. Получаем стороны 7,15,20 и r=S/p=4221=2.

Без последнего шага отношение 7:15:20 ещё не даёт сами длины: подобные треугольники могут иметь любое положительное значение t.

Разберём ошибку

Неверно Что дают площади частей с общей высотой? — Всегда равенство оснований

У треугольников с общей высотой площади пропорциональны основаниям.

Как рассуждать: Верный ответ: Отношение оснований.

Главная мысль

У треугольников с общей высотой площади пропорциональны основаниям.

Применяем знания

Решаем самостоятельно

12 заданий по теме параграфа. Записывай промежуточные действия в тетради, затем введи ответ. Единицы уже указаны рядом с полями. Если нужно восстановить выражение, введи его коэффициенты в подписанные поля. В заданиях с выбором отметь верное утверждение.

Число можно вводить с запятой или точкой. Дробь — как 3/4, смешанное число — как −2 1/3. Равные дроби принимаются; если требуется несократимая запись, сократи её. Подсказка помогает, а просмотр готового решения не засчитывается как самостоятельное выполнение.

Математический тренажёр

Закрепляем способ решения

Новые варианты из банка заданий этого параграфа. Решай в своём темпе.

Шесть выводов

01

Отражение, высота или окружность могут создать известный угол и применимую теорему.

02

Если BD=m, DC=n, AB=c, AC=b, AD=d, то b²m+c²n=(m+n)(d²+mn).

03

Для медианы m=n; для биссектрисы m/n=c/b и d²=bc−mn.

04

У треугольников с общей высотой площади пропорциональны основаниям.

05

Объясни, что означает каждый шаг решения.

06

Проверь ответ обратным действием или по исходному условию.

Проверь себя

Тест: 10 вопросов

4 вопроса на понимание и 6 заданий. За верный ответ — 0,5 балла, максимум — 5.

Ответь на все вопросы. Пояснения появятся после проверки.

Загрузка прогресса…