Трапеція - це окремий випадок чотирикутника, у якого одна пара сторін є паралельною. Термін «трапеція» походить від грецького слова τράπεζα, що означає "стіл", "столик". У цій статті ми розглянемо види трапеції та її властивості. Крім того, розберемося, як розраховувати окремі елементи цієї, наприклад, діагональ рівнобічної трапеції, середню лінію, площу та ін. Матеріал викладений у стилі елементарної популярної геометрії, тобто в легкодоступній формі.

Загальні відомості

Спочатку давайте розберемося, що таке чотирикутник. Ця фігура є окремим випадком багатокутника, що містить чотири сторони і чотири вершини. Дві вершини чотирикутника, які є сусідніми, називаються протилежними. Те саме можна сказати і про дві несуміжні сторони. Основні види чотирикутників - це паралелограм, прямокутник, ромб, квадрат, трапеція та дельтоїд.

Отже, повернемося до трапецій. Як ми вже говорили, у цієї постаті дві сторони є паралельними. Їх називають основами. Дві інші (непаралельні) – бічні сторони. У матеріалах іспитів та різних контрольних робітдуже часто можна зустріти завдання, пов'язані з трапеціями, вирішення яких найчастіше вимагає від учня знань, не передбачених програмою. Шкільний курс геометрії знайомить учнів із властивостями кутів та діагоналей, а також середньої лінії рівнобедреної трапеції. Але, крім цього, згадана геометрична фігура має й інші особливості. Але про них трохи згодом...

Види трапеції

Існує багато видів цієї постаті. Однак найчастіше прийнято розглядати два з них - рівнобедрену та прямокутну.

1. Прямокутна трапеція - це фігура, у якої одна з бічних сторін перпендикулярна до основ. У неї два кути завжди дорівнюють дев'яноста градусам.

2. Рівностегновий трапеція - це геометрична фігура, у якої бічні сторони рівні між собою. Отже, і кути біля основ також попарно рівні.

Основні принципи методики вивчення властивостей трапеції

До основного принципу можна зарахувати використання так званого задачного підходу. По суті немає необхідності для введення в теоретичний курс геометрії нових властивостей цієї фігури. Їх можна відкривати і формулювати в процесі вирішення різних завдань (краще системних). При цьому дуже важливо, щоб викладач знав, які завдання потрібно поставити перед школярами в той чи інший момент навчального процесу. Більше того, кожна властивість трапеції може бути представлена ​​у вигляді ключового завдання у системі задач.

Другим принципом є так звана спіральна організація вивчення «чудових» властивостей трапеції. Це передбачає повернення в процесі навчання до окремих ознак цієї геометричної фігури. Таким чином, учням легше їх запам'ятовувати. Наприклад, властивість чотирьох точок. Його можна доводити як із вивченні подоби, і згодом з допомогою векторів. А рівновеликість трикутників, прилеглих до боків фігури, можна доводити, застосовуючи як властивості трикутників з рівними висотами, проведеними до сторон, які лежать однією прямої, а й з допомогою формули S= 1/2(ab*sinα). Крім того, можна відпрацювати на вписаній трапеції або прямокутний трикутник на описаній трапеції і т.д.

Застосування «позапрограмних» особливостей геометричної фігури у змісті шкільного курсу- це задачна технологія їхнього викладання. Постійне звернення до властивостей, що вивчаються при проходженні інших тем, дозволяє учням глибше пізнавати трапецію і забезпечує успішність вирішення поставлених завдань. Отже, приступимо до вивчення цієї чудової постаті.

Елементи та властивості рівнобедреної трапеції

Як ми вже зазначали, у цієї геометричної фігури бічні сторони рівні. Ще вона відома як правильна трапеція. А чим же вона така примітна і чому отримала таку назву? До особливостей цієї постаті належить те, у неї рівні як бічні боку й кути біля основ, а й діагоналі. Крім того, сума кутів рівнобедреної трапеції дорівнює 360 градусів. Але це ще не все! З усіх відомих трапецій тільки навколо рівнобедреного можна описати коло. Це пов'язано з тим, що сума протилежних кутів цієї фігури дорівнює 180 градусам, а лише за такої умови можна описати коло навколо чотирикутника. Наступною властивістю аналізованої геометричної фігури є те, що відстань від вершини основи до проекції протилежної вершини на пряму, яка містить цю основу, дорівнюватиме середньої лінії.

А тепер давайте розберемося, як знайти кути рівнобедреної трапеції. Розглянемо варіант розв'язання цього завдання за умови, що відомі розміри сторін фігури.

Рішення

Зазвичай чотирикутник прийнято позначати літерами А, Б, С, Д, де БС та АТ - це підстави. У рівнобедреній трапеції бічні сторони рівні. Вважатимемо, що й розмір дорівнює Х, а розміри підстав рівні Y і Z (меншого і більшого відповідно). Для проведення обчислення необхідно з кута провести висоту Н. В результаті вийшов прямокутний трикутник АБН, де АБ - гіпотенуза, а БН і АН - катети. Обчислюємо розмір катета АН: від більшої основи забираємо менше, і результат ділимо на 2. Запишемо у вигляді формули: (Z-Y)/2 = F. Тепер для обчислення гострого кута трикутника скористаємося функцією cos. Отримуємо наступний запис: cos(β) = Х/F. Тепер обчислюємо кут: β=arcos (Х/F). Далі, знаючи один кут, ми можемо визначити і другий, для цього чинимо елементарну арифметичну дію: 180 - β. Усі кути визначені.

Існує і друге вирішення цієї задачі. Спочатку опускаємо з кута У висоту Н. Обчислюємо значення катета БН. Нам відомо, що квадрат гіпотенузи прямокутного трикутника дорівнює сумі квадратів катетів. Отримуємо: БН = √(Х2-F2). Далі використовуємо тригонометричну функцію tg. В результаті маємо: β = arctg (БН/F). Гострий кут знайдено. Далі визначаємо аналогічно першому способу.

Властивість діагоналей рівнобедреної трапеції

Спочатку запишемо чотири правила. Якщо діагоналі в рівнобедреній трапеції перпендикулярні, то:

Висота фігури дорівнюватиме сумі підстав, поділеної на дві;

Її висота та середня лінія рівні;

Центр кола є точкою, в якій перетинаються ;

Якщо бічна сторона ділиться точкою торкання відрізки М і М, тоді дорівнює квадратному кореню добутку цих відрізків;

Чотирьохкутник, який утворився точками торкання, вершиною трапеції та центром вписаного кола - це квадрат, у якого сторона дорівнює радіусу;

Площа постаті дорівнює добутку підстав та добутку напівсуми підстав на її висоту.

Подібні трапеції

Дана тема дуже зручна для вивчення властивостей цієї схеми. Наприклад, діагоналі розбивають трапецію на чотири трикутники, причому прилеглі до основ є подібними, а до бічних сторін - рівновеликими. Це твердження можна назвати властивістю трикутників, куди розбита трапеція її діагоналями. Перша частина цього твердження доводиться через ознаку подібності з двох кутів. Для доказу другої частини краще скористатися способом, наведеним нижче.

Доказ теореми

Приймаємо, що фігура АБСД (АТ та БС – основи трапеції) розбивається діагоналями ВД та АС. Точка їх перетину - О. Отримуємо чотири трикутники: АОС - у нижньої основи, БОС - у верхньої основи, АБО та СОД у бокових сторін. Трикутники СОД та БОС мають загальну висоту в тому випадку, якщо відрізки БО та ОД є їх підставами. Отримуємо, що різниця їх площ (П) дорівнює різниці цих відрізків: ПБОС/ПСОД = БО/ОД = К. Отже, ПСОД = ПБОС/К. Аналогічно, трикутники БОС та АОБ мають загальну висоту. Приймаємо за їх підстави відрізки СО та ОА. Отримуємо ПБОС/ПАОБ = СО/ОА = К та ПАОБ = ПБОС/К. На цьому випливає, що ПСОД = ПАОБ.

Для закріплення матеріалу учням рекомендується знайти зв'язок між площами отриманих трикутників, куди розбита трапеція її діагоналями, вирішивши таке завдання. Відомо, що у трикутників БОС та АОД площі рівні, необхідно знайти площу трапеції. Оскільки ПСОД = ПАОБ, отже, ПАБСД = ПБОС+ПАОД+2*ПСОД. З подоби трикутників БОС та АОД випливає, що БО/ОД = √(ПБОС/ПАОД). Отже, ПБОС/ПСОД = БО/ОД = √(ПБОС/ПАОД). Отримуємо ПСОД = √(ПБОС*ПАОД). Тоді ПАБСД = ПБОС+ПАОД+2*√(ПБОС*ПАОД) = (√ПБОС+√ПАОД)2.

Властивості подоби

Продовжуючи розвивати цю тему, можна доводити інші цікаві особливостітрапецій. Так, за допомогою подібності можна довести властивість відрізка, який проходить через точку, утворену перетином діагоналей цієї геометричної фігури, паралельно до основ. Для цього розв'яжемо наступне завдання: необхідно знайти довжину відрізка РК, який проходить через точку О. З подоби трикутників АОД і БОС випливає, що АО/ОС=АД/БС. З подоби трикутників АОР і АСБ випливає, що АО/АС=РО/БС=АД/(БС+АД). Звідси отримуємо, що РВ = БС * АТ / (БС + АТ). Аналогічно з подоби трикутників ДОК і ДБС випливає, що ОК = БС * АД / (БС + АД). Звідси отримуємо, що РВ=ОК і РК=2*БС*АД/(БС+АД). Відрізок, що проходить через точку перетину діагоналей, паралельний основам і з'єднує дві бічні сторони, ділиться точкою перетину навпіл. Його довжина - це середня гармонійна підстави фігури.

Розглянемо таку якість трапеції, яку називають властивістю чотирьох точок. Точки перетину діагоналей (О), перетину продовження бокових сторін (Е), а також середини основ (Т та Ж) завжди лежать на одній лінії. Це легко доводиться методом подібності. Отримані трикутники БЕС та АЕД подібні, і в кожному з них медіани ЕТ та ЇЖ ділять кут при вершині Е на рівні частини. Отже, точки Е, Т та Ж лежать на одній прямій. Так само на одній прямій розташовуються точки Т, О, і Ж. Все це випливає з подоби трикутників БОС та АОД. Звідси робимо висновок, що всі чотири точки – Е, Т, Про та Ж – лежатимуть на одній прямій.

Використовуючи такі трапеції, можна запропонувати учням знайти довжину відрізка (ЛФ), який розбиває фігуру на дві подібні. Даний відрізок повинен бути паралельний до основ. Оскільки отримані трапеції АЛФД і ЛБСФ подібні, БС/ЛФ=ЛФ/АД. Звідси випливає, що ЛФ=√(БС*АД). Отримуємо, що відрізок, що розбиває трапецію на дві подібні, має довжину, що дорівнює середньому геометричному довжини основ фігури.

Розглянемо таку властивість подібності. В його основі лежить відрізок, який поділяє трапецію на дві рівновеликі постаті. Вважаємо, що трапеція АБСД розділена відрізком ЄП на дві подібні. З вершини Б опущена висота, яка розбивається відрізком ЄП на дві частини – В1 та В2. Отримуємо: ПАБСД/2 = (БС+ЕН)*В1/2 = (АД+ЕН)*В2/2 та ПАБСД = (БС+АД)*(В1+В2)/2. Далі складаємо систему, перше рівняння якої (БС+ЕН)*В1 = (АД+ЕН)*В2 та друге (БС+ЕН)*В1 = (БС+АД)*(В1+В2)/2. Звідси випливає, що В2/ В1 = (БС+ЕН)/(АД+ЕН) і БС+ЕН = ((БС+АД)/2)*(1+В2/ В1). Отримуємо, що довжина відрізка, що ділить трапецію на дві рівновеликі, дорівнює середньому квадратичному довжини основ: √((БС2+АД2)/2).

Висновки подібності

Таким чином, ми довели, що:

1. Відрізок, що з'єднує у трапеції середини бічних сторін, паралельний АТ і БС і дорівнює середньому арифметичному БС та АТ (довжина основи трапеції).

2. Риса, яка проходить через точку Про перетину діагоналей паралельно АТ і БС, дорівнюватиме середньому гармонійному чисел АТ і БС (2*БС*АД/(БС+АД)).

3. Відрізок, що розбиває трапецію на подібні, має довжину середньої геометричної основ БС та АТ.

4. Елемент, що ділить фігуру на дві рівновеликі, має довжину середнього квадратичного чисел АТ та БС.

Для закріплення матеріалу та усвідомлення зв'язку між розглянутими відрізками учню необхідно збудувати їх для конкретної трапеції. Він легко зможе відобразити середню лінію і відрізок, який проходить через точку О - перетин діагоналей фігури - паралельно підставам. А ось де будуть третій і четвертий? Ця відповідь приведе учня до відкриття шуканого зв'язку між середніми величинами.

Відрізок, що з'єднує середини діагоналей трапеції

Розглянемо таку властивість цієї фігури. Приймаємо, що відрізок МН паралельний основам і поділяє діагоналі навпіл. Точки перетину назвемо Ш і Щ. Даний відрізок дорівнюватиме напіврізності підстав. Розберемо це детальніше. МШ – середня лінія трикутника АБС, вона дорівнює БС/2. МЩ – середня лінія трикутника АБД, вона дорівнює АТ/2. Тоді отримуємо, що ШЩ = МЩ-МШ, отже, ШЩ = АТ/2-БС/2 = (АТ+ВС)/2.

Центр ваги

Давайте розглянемо, як визначається цей елемент для даної геометричної фігури. Для цього необхідно продовжити підстави у протилежні сторони. Що це означає? Потрібно до верхньої основи додати нижнє - у будь-яку зі сторін, наприклад, праворуч. А нижнє подовжуємо на довжину верхнього вліво. Далі з'єднуємо їхню діагоналлю. Точка перетину цього відрізка із середньою лінією фігури і є центром тяжкості трапеції.

Вписані та описані трапеції

Давайте перерахуємо особливості таких фігур:

1. Трапеція може бути вписана в коло тільки у тому випадку, якщо вона рівнобедрена.

2. Біля кола можна описати трапецію, за умови, що сума довжин їх підстав дорівнює сумі довжин бічних сторін.

Наслідки вписаного кола:

1. Висота описаної трапеції завжди дорівнює двом радіусам.

2. Бічна сторона описаної трапеції спостерігається із центру кола під прямим кутом.

Перше слідство очевидно, а для доказу другого потрібно встановити, що кут СОД є прямим, що, по суті, також не становитиме великих труднощів. Зате знання даної властивості дозволить при розв'язанні задач застосовувати прямокутний трикутник.

Тепер конкретизуємо ці наслідки для рівнобедреної трапеції, яка вписана у коло. Отримуємо, що висота є середнім геометричним підставам фігури: Н=2R=√(БС*АД). Відпрацьовуючи основний прийом розв'язання завдань для трапецій (принцип проведення двох висот), учень має вирішити таке завдання. Приймаємо, що БТ – висота рівнобедреної фігури АБСД. Необхідно знайти відрізки АТ та ТД. Застосовуючи формулу, описану вище, це зробити не складно.

Тепер давайте розберемося, як визначити радіус кола, використовуючи площу описаної трапеції. Опускаємо з вершини Б висоту на основу АТ. Оскільки коло вписано в трапецію, то БС+АД = 2АБ або АБ = (БС+АД)/2. З трикутника АБН знаходимо sinα = БН/АБ = 2*БН/(БС+АТ). ПАБСД = (БС + АТ) * БН / 2, БН = 2R. Отримуємо ПАБСД = (БС+АД)*R, звідси випливає, що R = ПАБСД/(БС+АД).

Усі формули середньої лінії трапеції

Тепер настав час перейти до останнього елемента даної геометричної фігури. Розберемося, чому дорівнює середня лінія трапеції (М):

1. Через підстави: М = (А + Б)/2.

2. Через висоту, основу та кути:

М = А-Н * (ctgα + ctgβ) / 2;

М = Б+Н*(ctgα+ctgβ)/2.

3. Через висоту, діагоналі та кут між ними. Наприклад, Д1 і Д2 - діагоналі трапеції; α , β - кути між ними:

М = Д1 * Д2 * sinα / 2Н = Д1 * Д2 * sinβ / 2Н.

4. Через площу та висоту: М = П/Н.

У матеріалах різних контрольних робіт та іспитів дуже часто зустрічаються завдання на трапецію, Вирішення яких вимагає знання її властивостей.

З'ясуємо, якими ж цікавими та корисними для вирішення завдань властивостями має трапеція.

Після вивчення властивості середньої лінії трапеції можна сформулювати та довести властивість відрізка, що з'єднує середини діагоналей трапеції. Відрізок, що з'єднує середини діагоналей трапеції, дорівнює напіврізниці основ.

MO – середня лінія трикутника ABC і дорівнює 1/2ВС (Рис. 1).

MQ – середня лінія трикутника ABD дорівнює 1/2АD.

Тоді OQ = MQ - MO, отже, OQ = 1/2AD - 1/2BC = 1/2 (AD - BC).

При вирішенні багатьох завдань на трапецію одним із основних прийомів є проведення у ній двох висот.

Розглянемо таку завдання.

Нехай BT – висота рівнобедреної трапеції ABCD із основами BC і AD, причому BC = a, AD = b. Знайти довжини відрізків AT та TD.

Рішення.

Вирішення завдання не викликає труднощів (Рис. 2)але воно дозволяє отримати властивість висоти рівнобедреної трапеції, проведеної з вершини тупого кута: висота рівнобедреної трапеції, проведена з вершини тупого кута, ділить більшу основу на два відрізки, менший з яких дорівнює напіврізності основ, а більший – напівсумі основ.

При вивченні властивостей трапеції слід звернути увагу до таку властивість, як подобу. Так, наприклад, діагоналі трапеції розбивають її на чотири трикутники, причому трикутники, що належать до основ, подібні, а трикутники, що належать до бокових сторін, рівновеликі. Це твердження можна назвати властивістю трикутників, на які розбивається трапеція її діагоналями. Причому перша частина твердження доводиться дуже легко через ознаку подоби трикутників двома кутами. Доведемодругу частину затвердження.

Трикутники BOC та COD мають загальну висоту (Рис. 3)якщо прийняти за їх підстави відрізки BO і OD. Тоді S BOC /S COD = BO/OD = k. Отже, S COD = 1/k · S BOC.

Аналогічно, трикутники BOC та АОВ мають загальну висоту, якщо прийняти за їх підстави відрізки CO та OA. Тоді S BOC /S AOB = CO/OA = k та S А O В = 1/k · S BOC .

З цих двох пропозицій випливає, що S COD = S А O В.

Не будемо зупинятись на сформульованому твердженні, а знайдемо зв'язок між площами трикутників, на які розбивається трапеція її діагоналями. Для цього вирішимо таке завдання.

Нехай точка O – точка перетину діагоналей трапеції АBCD із основами BC і AD. Відомо, що площі трикутників BOC і AOD рівні відповідно S1 і S2. Знайти площу трапеції.

Так як S COD = S А O В, то S АВС D = S 1 + S 2 + 2S COD.

З подоби трикутників BOC і AOD випливає, що ВО/OD = √(S₁/S 2).

Отже, S₁/S COD = BO/OD = √(S₁/S 2), отже S COD = √(S 1 · S 2).

Тоді S АВС D = S 1 + S 2 + 2√(S 1 · S 2) = (√ S 1 + √S 2) 2 .

З використанням подібності доводиться і властивість відрізка, що проходить через точку перетину діагоналей трапеції паралельно основам.

Розглянемо завдання:

Нехай точка O – точка перетину діагоналей трапеції ABCD із основами BC і AD. BC = a, AD = b. Знайти довжину відрізка PK, що проходить через точку перетину діагоналей трапеції паралельно основ. На які відрізки PK ділиться точкою О (рис. 4)?

З подоби трикутників AOD і BOC випливає, що АO/ОС = AD/BC = b/a.

З подоби трикутників AOР і ACB випливає, що АO/АС = PO/BC = b/(a + b).

Звідси PO = BC · b / (a ​​+ b) = ab / (a ​​+ b).

Аналогічно, з подоби трикутників DOK та DBC, випливає, що OK = ab/(a + b).

Звідси PO = OK та PK = 2ab/(a + b).

Отже, доведену властивість можна сформулювати так: відрізок, паралельний основам трапеції, що проходить через точку перетину діагоналей і що з'єднує дві точки на бокових сторонах, ділиться точкою перетину діагоналей навпіл. Його довжина є середня гармонійна підстави трапеції.

Наступне властивість чотирьох точок: у трапеції точка перетину діагоналей, точка перетину продовження бічних сторін, середини основ трапеції лежать на одній лінії.

Трикутники BSC та ASD подібні (рис. 5)і в кожному з них медіани ST та SG ділять кут при вершині S на однакові частини. Отже, точки S, T та G лежать на одній прямій.

Так само на одній прямій розташовані точки T, O і G. Це випливає з подібності трикутників BOC і AOD.

Отже, всі чотири точки S, T, O та G лежать на одній прямій.

Так само можна знайти довжину відрізка трапеції, що розбиває, на дві подібних.

Якщо трапеції ALFD і LBCF подібні (рис. 6),то a/LF = LF/b.

Звідси LF = √(ab).

Таким чином, відрізок, що розбиває трапецію на дві подібні трапеції, має довжину рівну середньому геометричному довжин основ .

Доведемо властивість відрізка, що ділить трапецію на дві рівновеликі.

Нехай площа трапеції дорівнює S (Мал. 7). h 1 і h 2 – частини висоти, а х – довжина відрізка, що шукається.

Тоді S/2 = h 1 · (a + x) / 2 = h 2 · (b + x) / 2 та

S = (h 1 + h 2) · (a + b) /2.

Складемо систему

(h 1 · (a + x) = h 2 · (b + x)
(h 1 · (a + x) = (h 1 + h 2) · (a + b)/2.

Вирішуючи цю систему, отримаємо х = √(1/2(а 2 + b 2)).

Таким чином, довжина відрізка, що ділить трапецію на дві рівновеликі, дорівнює √ ((а 2 + b 2) / 2)(Середньому квадратичному довжин основ).

Отже, для трапеції ABCD з основами AD та BC (BC = a, AD = b) довели, що відрізок:

1) MN, що з'єднує середини бічних сторін трапеції, паралельний основам і дорівнює їх напівсумі (середньому арифметичному чисел a і b);

2) PK, що проходить через точку перетину діагоналей трапеції паралельно основам, дорівнює
2ab/(a + b) (середньому гармонійному чисел a та b);

3) LF, що розбиває трапецію на дві подібні трапеції, має довжину рівну середньому геометричному чисел a та b, √(ab);

4) EH, що ділить трапецію на дві рівновеликі, має довжину √((а 2 + b 2)/2) (середнє квадратичне чисел a та b).

Ознака та властивість вписаної та описаної трапеції.

Властивість вписаної трапеції:трапеція може бути вписана в коло в тому і тільки в тому випадку, коли вона є рівнобедреною.

Властивості описаної трапеції.Біля кола можна описати трапецію тоді і лише тоді, коли сума довжин основ дорівнює сумі довжин бічних сторін.

Корисні наслідки того, що в трапецію вписано коло:

1. Висота описаної трапеції дорівнює двом радіусам вписаного кола.

2. Бічна сторона описаної трапеції видно з центру вписаного кола під прямим кутом.

Перше очевидно. Для доказу другого слідства необхідно встановити, що кут COD прямий, що так само не складає великої праці. Зате знання цього слідства дозволяє під час вирішення завдань використовувати прямокутний трикутник.

Конкретизуємо наслідки для рівнобедреної описаної трапеції:

Висота рівнобедреної описаної трапеції є середня геометрична основ трапеції
h = 2r = √(ab).

Розглянуті властивості дозволять глибше пізнати трапецію і забезпечать успішність у вирішенні завдань застосування її властивостей.

Залишились питання? Не знаєте як вирішувати завдання на трапецію?
Щоб отримати допомогу репетитора – зареєструйтесь.
Перший урок – безкоштовно!

сайт, при повному або частковому копіюванні матеріалу посилання на першоджерело обов'язкове.

1. Відрізок, що з'єднує середини діагоналей трапеції, дорівнює половині різниці підстав
2. Трикутники, утворені основами трапеції та відрізками діагоналей до точки їх перетину - подібні
3. Трикутники, утворені відрізками діагоналей трапеції, сторони яких лежать на бокових сторонах трапеції – рівновеликі (мають однакову площу)
4. Якщо продовжити бічні сторони трапеції у бік меншої основи, то вони перетнуться в одній точці з прямої, що з'єднує середини основ
5. Відрізок, що з'єднує основи трапеції, і проходить через точку перетину діагоналей трапеції, ділиться цією точкою в пропорції, що дорівнює співвідношенню довжин основ трапеції
6. Відрізок, паралельний основам трапеції, і проведений через точку перетину діагоналей, ділиться цією точкою навпіл, а його довжина дорівнює 2ab/(a + b), де a і b - основи трапеції

Властивості відрізка, що з'єднує середини діагоналей трапеції

З'єднаємо середини діагоналей трапеції ABCD, у результаті з'явиться відрізок LM.
Відрізок, що з'єднує середини діагоналей трапеції, лежить на середній лінії трапеції.

Даний відрізок паралельний основам трапеції.

Довжина відрізка, що з'єднує середини діагоналей трапеції, дорівнює напіврізниці її основ.

LM = (AD – BC)/2
або
LM = (a-b)/2

Властивості трикутників, утворених діагоналями трапеції

Трикутники, які утворені основами трапеції та точкою перетину діагоналей трапеції - є подібними.
Трикутники BOC та AOD є подібними. Оскільки кути BOC та AOD є вертикальними – вони рівні.
Кути OCB і OAD є внутрішніми навхрест лежачими при паралельних прямих AD і BC (підстави трапеції паралельні між собою) і прямій AC, отже, вони рівні.
Кути OBC і ODA рівні з тієї ж причини (внутрішні навхрест лежать).

Оскільки всі три кути одного трикутника дорівнюють відповідним кутам іншого трикутника, то ці трикутники подібні.

Що з цього випливає?

Для вирішення задач з геометрії подібність трикутників використовується так. Якщо нам відомі значення довжин двох відповідних елементів подібних трикутників, то знаходимо коефіцієнт подібності (ділимо одне на інше). Звідки довжини всіх інших елементів співвідносяться між собою таким самим значенням.

Властивості трикутників, що лежать на бічній стороні та діагоналях трапеції

Розглянемо два трикутники, що лежать на бічних сторонах трапеції AB та CD. Це – трикутники AOB та COD. Незважаючи на те, що розміри окремих сторін у цих трикутників можуть бути різними, але площі трикутників, утворених бічними сторонами та точкою перетину діагоналей трапеції рівнітобто трикутники є рівновеликими.

Якщо продовжити сторони трапеції у бік меншої основи, то точка перетину сторін буде збігатися з прямою лінією, яка проходить через середини основ.

Таким чином, будь-яка трапеція може бути добудована до трикутника. При цьому:

• Трикутники, утворені основами трапеції із загальною вершиною у точці перетину продовжених бічних сторін є подібними
• Пряма, що з'єднує середини основ трапеції, є одночасно медіаною побудованого трикутника

Властивості відрізка, що з'єднує основи трапеції

Якщо провести відрізок, кінці якого лежать на підставах трапеції, який лежить на точці перетину діагоналей трапеції (KN), то співвідношення складових його відрізків від сторони основи до точки перетину діагоналей (KO/ON) буде дорівнює співвідношенню основ трапеції(BC/AD).

KO/ON = BC/AD

Ця властивість випливає з відповідності відповідних трикутників (див. вище).

Властивості відрізка, паралельного основам трапеції

Якщо провести відрізок, паралельний основам трапеції і проходить через точку перетину діагоналей трапеції, то він матиме наступні властивості:

• Заданий відрізок (KM) ділиться точкою перетину діагоналей трапеції навпіл
• Довжина відрізка, що проходить через точку перетину діагоналей трапеції та паралельного основам, дорівнює KM = 2ab/(a + b)

Формули для знаходження діагоналей трапеції

a, b- основи трапеції

c, d- бічні сторони трапеції

d1 d2- діагоналі трапеції

α β - кути при більшій основі трапеції

Формули знаходження діагоналей трапеції через основи, бічні сторони та кути при основі

Перша група формул (1-3) відображає одну з основних властивостей діагоналей трапеції:

1. Сума квадратів діагоналей трапеції дорівнює сумі квадратів бічних сторін плюс подвоєний добуток її підстав. Ця властивість діагоналей трапеції може бути доведена як окрема теорема

2 . Ця формула отримана шляхом перетворення попередньої формули. Квадрат другої діагоналі перекинутий через знак рівності, після чого з лівої та правої частини виразу витягнуто квадратний корінь.

3 . Ця формула знаходження довжини діагоналі трапеції аналогічна попередньої, з тією різницею, що в лівій частині виразу залишена інша діагональ

Наступна група формул (4-5) аналогічна за змістом та виражає аналогічне співвідношення.

Група формул (6-7) дозволяє знайти діагональ трапеції, якщо відома більша основа трапеції, одна бічна сторона та кут при підставі.

Формули знаходження діагоналей трапеції через висоту

Завдання.
Діагоналі трапеції ABCD (AD | | ВС) перетинаються в точці О. Знайдіть довжину основи ВС трапеції, якщо основа АD = 24 см, довжина АВ = 9см, довжина ОС = 6 см.

Рішення.
Розв'язання цього завдання з ідеології є абсолютно ідентичним попереднім завданням.

Трикутники AOD і BOC є подібними за трьома кутами - AOD і BOC є вертикальними, а інші кути попарно рівні, оскільки утворені перетином однієї прямої і двох паралельних прямих.

Оскільки трикутники подібні, всі їх геометричні розміри ставляться між собою, як геометричні розміри відомих нам за умовою завдання відрізків AO і OC. Тобто

AO/OC = AD/BC
9/6 = 24/BC
BC = 24 * 6 / 9 = 16

Відповідь: 16 см

Завдання.
У трапеції ABCD відомо, що AD=24, ВС=8, АС=13, BD=5√17. Знайдіть площу трапеції.

Рішення .
Для знаходження висоти трапеції з вершин меншої основи B і C опустимо на більшу основу дві висоти. Оскільки трапеція нерівнобока - позначимо довжину AM = a, довжину KD = b ( не плутати з позначеннями у формулізнаходження площі трапеції). Оскільки основи трапеції паралельні, а ми опускали дві висоти, перпендикулярні більшій основі, то MBCK - прямокутник.

Значить
AD = AM+BC+KD
a + 8 + b = 24
a = 16 - b

Трикутники DBM і ACK - прямокутні, тому їх прямі кути утворені висотами трапеції. Позначимо висоту трапеції через h. Тоді за теоремою Піфагора

H 2 + (24 - a) 2 = (5√17) 2
і
h 2 + (24 - b) 2 = 13 2

Врахуємо, що a = 16 - b тоді в першому рівнянні
h 2 + (24 - 16 + b) 2 = 425
h 2 = 425 - (8 + b) 2

Підставимо значення квадрата висоти у друге рівняння, отримане за Теоремою Піфагора. Отримаємо:
425 - (8 + b) 2 + (24 - b) 2 = 169
-(64 + 16b + b) 2 + (24 - b) 2 = -256
-64 - 16b - b 2 + 576 - 48b + b 2 = -256
-64b = -768
b = 12

Таким чином, KD = 12
Звідки
h 2 = 425 - (8 + b) 2 = 425 - (8 + 12) 2 = 25
h = 5

Знайдемо площу трапеції через її висоту та напівсуму підстав
, де a b - основи трапеції, h - висота трапеції
S = (24 + 8) * 5/2 = 80 см 2

Відповідь: площа трапеції дорівнює 80 см 2 .

Дотримання Вашої конфіденційності є важливим для нас. З цієї причини ми розробили Політику конфіденційності, яка описує, як ми використовуємо та зберігаємо Вашу інформацію. Будь ласка, ознайомтеся з нашими правилами дотримання конфіденційності та повідомте нам, якщо у вас виникнуть будь-які питання.

Збір та використання персональної інформації

Під персональної інформацією розуміються дані, які можна використовувати для ідентифікації певного особи чи зв'язку з ним.

Від вас може бути запрошено надання вашої персональної інформації у будь-який момент, коли ви зв'язуєтесь з нами.

Нижче наведено приклади типів персональної інформації, яку ми можемо збирати, і як ми можемо використовувати таку інформацію.

Яку персональну інформацію ми збираємо:

• Коли ви залишаєте заявку на сайті, ми можемо збирати різноманітну інформацію, включаючи ваше ім'я, номер телефону, адресу електронної поштиі т.д.

Як ми використовуємо вашу персональну інформацію:

• Персональна інформація, що збирається нами, дозволяє нам зв'язуватися з вами і повідомляти про унікальні пропозиції, акції та інші заходи та найближчі події.
• Час від часу ми можемо використовувати вашу персональну інформацію для надсилання важливих повідомлень та повідомлень.
• Ми також можемо використовувати персональну інформацію для внутрішніх цілей, таких як проведення аудиту, аналізу даних та різних досліджень з метою покращення послуг, що надаються нами, та надання Вам рекомендацій щодо наших послуг.
• Якщо ви берете участь у розіграші призів, конкурсі або подібному стимулювальному заході, ми можемо використовувати інформацію, що надається, для управління такими програмами.

Розкриття інформації третім особам

Ми не розкриваємо отриману від Вас інформацію третім особам.

Винятки:

• Якщо необхідно - відповідно до закону, судовим порядком, в судовому розгляді, та/або на підставі публічних запитів або запитів від державних органів на території РФ - розкрити вашу персональну інформацію. Ми також можемо розкривати інформацію про вас, якщо ми визначимо, що таке розкриття необхідно чи доречно з метою безпеки, підтримання правопорядку, або інших суспільно важливих випадків.
• У разі реорганізації, злиття або продажу ми можемо передати персональну інформацію, що збирається нами, відповідній третій особі – правонаступнику.

Захист персональної інформації

Ми вживаємо запобіжних заходів - включаючи адміністративні, технічні та фізичні - для захисту вашої персональної інформації від втрати, крадіжки та недобросовісного використання, а також від несанкціонованого доступу, розкриття, зміни та знищення.

Дотримання вашої конфіденційності на рівні компанії

Для того, щоб переконатися, що ваша персональна інформація знаходиться в безпеці, ми доводимо норми дотримання конфіденційності та безпеки до наших співробітників і суворо стежимо за дотриманням заходів дотримання конфіденційності.

Трапеція— це чотирикутник, що має дві паралельні сторони, що є основами та дві не паралельні сторони, що є бічними сторонами.

Також зустрічаються такі назви, як рівнобокаабо рівнобочна.

- Це трапеція, у якої кути при боці прямі.

Елементи трапеції

a, b - основи трапеції(a паралельно b),

m, n - бічні сторонитрапеції,

d 1 , d 2 діагоналітрапеції,

h - висотатрапеції (відрізок, що з'єднує основи і при цьому перпендикулярний їм),

MN - середня лінія(Відрізок, що з'єднує середини бічних сторін).

Площа трапеції

1. Через напівсуму основ a, b і висоту h : S = frac(a + b) (2) c h h
2. Через середню лінію MN і висоту h : S = MN cdot h
3. Через діагоналі d 1 , d 2 і кут (\ sin \ varphi) між ними: S = \frac(d_(1) d_(2) \sin \varphi)(2)

Властивості трапеції

Середня лінія трапеції

Середня лініяпаралельна основам, що дорівнює їх напівсумі і поділяє кожен відрізок з кінцями, що знаходяться на прямих, які містять основи, (наприклад, висоту фігури) навпіл:

MN || a, MN | b, MN = \frac(a + b)(2)

Сума кутів трапеції

Сума кутів трапеції, прилеглих до кожної бічній стороні, дорівнює 180^(\circ) :

\alpha + \beta = 180^(\circ)

\gamma + \delta = 180 ^ (\ circ)

Рівновеликі трикутники трапеції

Рівновеликими, тобто такими, що мають рівні площі, є відрізки діагоналей і трикутники AOB і DOC , утворені бічними сторонами.

Подібність утворених трикутників трапеції

Подібними трикутникамиє AOD і COB, які утворені своїми основами та відрізками діагоналей.

\triangle AOD \sim \triangle COB

Коефіцієнт подібності k знаходиться за формулою:

k = frac(AD)(BC)

Причому відношення площ цих трикутників до k^(2) .

Відношення довжин відрізків та основ

Кожен відрізок, що з'єднує основи та проходить через точку перетину діагоналей трапеції, поділений цією точкою щодо:

\frac(OX)(OY) = \frac(BC)(AD)

Це буде справедливим і для висоти із самими діагоналями.