Как найти высоту в трапеции, если известны все стороны. Как найти высоту трапеции: формулы на все случаи жизни
Трапецией именуется рельефный четырёхугольник, у которого параллельны две противоположные стороны и непараллельны две другие. Если все противоположные стороны четырёхугольника попарно параллельны, то это параллелограмм.
Вам понадобится
- – все стороны трапеции (AB, BC, CD, DA).
Инструкция
1. Непараллельные стороны трапеции именуются боковыми сторонами, а параллельные – основаниями. Линия между основаниями, перпендикулярная к ним – высота трапеции . Если боковые стороны трапеции равны, то она именуется равнобедренной. Вначале разглядим решение для трапеции , которая не является равнобедренной.
2. Проведите отрезок BE из точки B к нижнему основанию AD параллельно боковой стороне трапеции CD. От того что BE и CD параллельны и проведены между параллельными основаниями трапеции BC и DA, то BCDE – параллелограмм, и его противоположные стороны BE и CD равны. BE=CD.
3. Разглядите треугольник ABE. Вычислите сторону AE. AE=AD-ED. Основания трапеции BC и AD вестимы, а в параллелограмме BCDE противолежащие стороны ED и BC равны. ED=BC, значит, AE=AD-BC.
4. Сейчас узнайте площадь треугольника ABE по формуле Герона, вычислив полупериметр. S=корень(p*(p-AB)*(p-BE)*(p-AE)). В этой формуле p – полупериметр треугольника ABE. p=1/2*(AB+BE+AE). Для вычисления площади вам знамениты все нужные данные: AB, BE=CD, AE=AD-BC.
6. Выразите из этой формулы высоту треугольника, которая является и высотой трапеции . BH=2*S/AE. Вычислите её.
7. Если трапеция равнобедренная, решение дозволено исполнить по-иному. Разглядите треугольник ABH. Он прямоугольный, потому что один из углов, BHA, прямой.
8. Проведите из вершины C высоту CF.
9. Изучите фигуру HBCF. HBCF прямоугольник, от того что две его стороны – высоты, а другие две являются основаниями трапеции , то есть углы прямые, а противолежащие стороны параллельны. Это значит, что BC=HF.
10. Посмотрите на прямоугольные треугольники ABH и FCD. Углы при высотах BHA и CFD прямые, а углы при боковых стороны х BAH и CDF равны, потому что трапеция ABCD равнобедренная, значит, треугольники подобны. Потому что высоты BH и CF равны либо боковые стороны равнобедренной трапеции AB и CD равны, то и сходственные треугольники равны. Значит, их стороны AH и FD тоже равны.
11. Обнаружьте AH. AH+FD=AD-HF. Потому что из параллелограмма HF=BC, а из треугольников AH=FD, то AH=(AD-BC)*1/2.
Трапеция – геометрическая фигура, представляющая собой четырехугольник, у которого две стороны, которые именуются основаниями, параллельны, а две другие – не параллельны. Их называют боковыми сторонами трапеции . Проведенный через середины боковых сторон отрезок именуется средней линией трапеции . Трапеция может иметь различные длины боковых сторон либо идентичные, в этом случае она именуется равнобокой. Если одна из сторон – перпендикулярна к основанию, то трапеция будет прямоугольной. Но куда практичнее знать, как обнаружить площадь трапеции .
Вам понадобится
- Линейка с миллиметровыми делениями
Инструкция
1. Измерьте все стороны трапеции : AB, BC, CD и DA. Запишите итоги своих измерений.
2. На отрезке AB подметьте середину – точку K. На отрезке DA подметьте точку L, которая тоже находится на середине отрезка AD. Объедините точки K и L, полученный отрезок KL будет являться средней линией трапеции ABCD. Измерьте отрезок KL.
3. Из вершины трапеции – тоски С опустите перпендикуляр на ее основание AD о отрезок СЕ. Он будет являться высотой трапеции ABCD. Измерьте отрезок СЕ.
4. Назовем отрезок KL буквой m, а отрезок СЕ – буквой h, тогда площадь S трапеции ABCD вычислите по формуле: S=m*h, где m – средняя линия трапеции ABCD , h – высота трапеции ABCD.
5. Есть еще одна формула, дозволяющая рассчитать площадь трапеции ABCD. Нижнее основание трапеции – AD назовем буквой b, а верхнее основание BC – буквой а. Площадь определим по формуле S=1/2*(a+b)*h, где a и b – основания трапеции , h – высота трапеции .
Видео по теме
Совет 3: Как обнаружить высоту трапеции, если вестима площадь
Под трапецией подразумевается четырехугольник, у которого две из четырех его сторон параллельны между собой. Параллельные стороны являются основаниями данной трапеции , две другие же являются боковыми сторонами данной трапеции . Обнаружить высоту трапеции , если вестима ее площадь, будет дюже легко.
Инструкция
1. Нужно разобраться, как дозволено вычислить площадь начальной трапеции . Для этого существуют несколько формул, в зависимости от начальных данных:S = ((a+b)*h)/2, где a и b – длины оснований трапеции , а h – ее высота (Высота трапеции – перпендикуляр, опущенный от одного основания трапеции к иному);S = m*h, где m – средняя линяя трапеции (Средняя линяя – отрезок, параллельный основаниями трапеции и соединяющий середины ее боковых сторон).
2. Сейчас, зная формулы для исчисления площади трапеции , дозволено из них вывести новые, для нахождения высоты трапеции :h = (2*S)/(a+b);h = S/m.
3. Для того, дабы было внятнее, как решать сходственные задачи, дозволено разглядеть примеры:Пример 1: Дана трапеция, у которой площадь равна 68 см?, средняя линяя которой равна 8 см, требуется обнаружить высоту данной трапеции . Для того, дабы решить данную задачу, требуется воспользоваться ранее выведенной формулой:h = 68/8 = 8.5 смОтвет: высота данной трапеции составляет 8.5 смПример 2: Пускай у трапеции площадь равняется 120 см?, длины оснований данной трапеции равны 8 см и 12 см соответственно, требуется обнаружить высоту этой трапеции . Для этого нужно применить одну из выведенных формул:h = (2*120)/(8+12) = 240/20 = 12 смОтвет: высота заданной трапеции равна 12 см
Видео по теме
Обратите внимание!
Любая трапеция владеет рядом свойств:- средняя линяя трапеции равна полусумме ее оснований;- отрезок, тот, что соединяет между собой диагонали трапеции, равен половине разности его оснований;- если через середины оснований провести прямую, то она пересечет точку пересечения диагоналей трапеции;- в трапецию дозволено вписать окружность в том случае, если сумма оснований данной трапеции равна сумме ее боковых сторон.Пользуйтесь этими свойствами при решении задач.
Совет 4: Как обнаружить высоту треугольника, если даны координаты точек
Высотой в треугольнике называют отрезок прямой линии, соединяющий вершину фигуры с противолежащей стороной. Данный отрезок непременно должен быть перпендикулярен стороне, следственно из всякой вершины дозволено провести лишь одну высоту . От того что вершин в этой фигуре три, высот в нем столько же. Если треугольник задан координатами своих вершин, вычисление длины всякой из высот дозволено произвести, скажем, воспользовавшись формулой нахождения площади и рассчитав длины сторон.
Инструкция
1. Исходите в расчетах из того, что площадь треугольника равна половине произведения длины всякий из его сторон на длину высоты, опущенной на эту сторону. Из этого определения вытекает, что для нахождения высоты надобно знать площадь фигуры и длину стороны.
2. Начните с вычисления длин сторон треугольника . Обозначьте координаты вершин фигуры так: A(X?,Y?,Z?), B(X?,Y?,Z?) и C(X?,Y?,Z?). Тогда длину стороны AB вы сумеете рассчитать по формуле AB = ?((X?-X?)? + (Y?-Y?)? + (Z?-Z?)?). Для 2-х других сторон эти формулы будут выглядеть так: BC = ?((X?-X?)? + (Y?-Y?)? + (Z?-Z?)?) и AC = ?((X?-X?)? + (Y?-Y?)? + (Z?-Z?)?). Скажем, для треугольника с координатами A(3,5,7), B(16,14,19) и C(1,2,13) длина стороны AB составит?((3-16)? + (5-14)? + (7-19)?) = ?(-13? + (-9?) + (-12?)) = ?(169 + 81 + 144) = ?394 ? 19,85. Длины сторон BC и AC, рассчитанные таким же методом, будут равны?(15? + 12? + 6?) = ?405 ? 20,12 и?(2? + 3? + (-6?)) = ?49 = 7.
3. Умения длин 3 сторон, полученных на предыдущем шагу, довольно для вычисления площади треугольника (S) по формуле Герона: S = ? * ?((AB+BC+CA) * (BC+CA-AB) * (AB+CA-BC) * (AB+BC-CA)). Скажем, позже подстановки в эту формулу значений, полученных из координат треугольника -примера из предыдущего шага, эта формула даст такое значение: S = ?*?((19,85+20,12+7) * (20,12+7-19,85) * (19,85+7-20,12) * (19,85+20,12-7)) = ?*?(46,97 * 7,27 * 6,73 * 32,97) ? ?*?75768,55 ? ?*275,26 = 68,815.
4. Исходя из площади треугольника , рассчитанной на предыдущем шаге, и длин сторон, полученных на втором шаге, вычислите высоты для всякой из сторон. Потому что площадь равна половине произведения высоты на длину стороны, к которой она проведена, для нахождения высоты разделяете удвоенную площадь на длину надобной стороны: H = 2*S/a. Для использованного выше примера высота, опущенная на сторону AB составит 2*68,815/16,09 ? 8,55, высота к стороне ВС будет иметь длину 2*68,815/20,12 ? 6,84, а для стороны АС эта величина будет равна 2*68,815/7 ? 19,66.
В математике известно несколько видов четырехугольников: квадрат, прямоугольник, ромб, параллелограмм. Среди них и трапеция - вид выпуклого четырехугольника, у которого две стороны параллельны, а две другие нет. Параллельные противоположные стороны называются основаниями, а две другие – боковыми сторонами трапеции. Отрезок, который соединяет середины боковых сторон, называется средней линией. Существует несколько видов трапеций: равнобедренная, прямоугольная, криволинейная. Для каждого вида трапеции есть формулы для нахождения площади.
Площадь трапеции
Чтобы найти площадь трапеции, нужно знать длину ее оснований и высоту. Высота трапеции - это отрезок, перпендикулярный основаниям. Пусть верхнее основание - a, нижнее основание - b, а высота - h. Тогда вычислить площадь S можно по формуле:
S = ½ * (a+b) * h
т.е. взять полусумму оснований, умноженную на высоту.
Также удастся вычислить площадь трапеции, если известно значение высоты и средней линии. Обозначим среднюю линию - m. Тогда
Решим задачу посложнее: известны длины четырех сторон трапеции - a, b, c, d. Тогда площадь отыщется по формуле:
Если известны длины диагоналей и угол между ними, то площадь ищется так:
S = ½ * d1 * d2 * sin α
где d с индексами 1 и 2 - диагонали. В данной формуле в расчете приводится синус угла.
При известных длинах оснований a и b и двух углах при нижнем основании площадь вычисляется так:
S = ½ * (b2 - a2) * (sin α * sin β / sin(α + β))
Площадь равнобедренной трапеции
Равнобедренная трапеция - это частный случай трапеции. Ее отличие в том, что такая трапеция - это выпуклый четырехугольник с осью симметрии, проходящей через середины двух противоположных сторон. Ее боковые стороны равны.
Найти площадь равнобедренной трапеции можно несколькими способами.
- Через длины трех сторон. В этом случае длины боковых сторон будут совпадать, поэтому обозначены одной величиной - с, а и b - длины оснований:
- Если известна длина верхнего основания, боковой стороны и величина угла при нижнем основании, то площадь вычисляется так:
S = c * sin α * (a + c * cos α)
где а - верхнее основание, с - боковая сторона.
- Если вместо верхнего основания известна длина нижнего – b, площадь рассчитывается по формуле:
S = c * sin α * (b – c * cos α)
- Если когда известны два основания и угол при нижнем основании, площадь вычисляется через тангенс угла:
S = ½ * (b2 – a2) * tg α
- Также площадь рассчитывается через диагонали и угол между ними. В этом случае диагонали по длине равны, поэтому каждую обозначаем буквой d без индексов:
S = ½ * d2 * sin α
- Вычислим площадь трапеции, зная длину боковой стороны, средней линии и величину угла при нижнем основании.
Пусть боковая сторона - с, средняя линия - m, угол - a, тогда:
S = m * c * sin α
Иногда в равностороннюю трапецию можно вписать окружность, радиус которой будет - r.
Известно, что в любую трапецию можно вписать окружность, если сумма длин оснований равна сумме длин ее боковых сторон. Тогда площадь найдется через радиус вписанной окружности и угол при нижнем основании:
S = 4r2 / sin α
Такой же расчет производится и через диаметр D вписанной окружности (кстати, он совпадает с высотой трапеции):
Зная основания и угол, площадь равнобедренной трапеции вычисляется так:
S = a * b / sin α
(эта и последующие формулы верны только для трапеций с вписанной окружностью).
Через основания и радиус окружности площадь ищется так:
Если известны только основания, то площадь считается по формуле:
Через основания и боковую линию площадь трапеции с вписанным кругом и через основания и среднюю линию - m вычисляется так:
Площадь прямоугольной трапеции
Прямоугольной называется трапеция, у которой одна из боковых сторон перпендикулярна основаниям. В этом случае боковая сторона по длине совпадает с высотой трапеции.
Прямоугольная трапеция представляет из себя квадрат и треугольник. Найдя площадь каждой из фигур, сложите полученные результаты и получите общую площадь фигуры.
Также для вычисления площади прямоугольной трапеции подходят общие формулы для расчета площади трапеции.
- Если известны длины оснований и высота (или перпендикулярная боковая сторона), то площадь рассчитывается по формуле:
S = (a + b) * h / 2
В качестве h (высоты) может выступать боковая сторона с. Тогда формула выглядит так:
S = (a + b) * c / 2
- Другой способ рассчитать площадь - перемножить длину средней линии на высоту:
или на длину боковой перпендикулярной стороны:
- Следующий способ вычисления - через половину произведения диагоналей и синус угла между ними:
S = ½ * d1 * d2 * sin α
Если диагонали перпендикулярны, то формула упрощается до:
S = ½ * d1 * d2
- Еще один способ вычисления - через полупериметр (сумма длин двух противоположных сторон) и радиус вписанной окружности.
Эта формула действительна для оснований. Если брать длины боковых сторон, то одна из них будет равна удвоенному радиусу. Формула будет выглядеть так:
S = (2r + c) * r
- Если в трапецию вписана окружность, то площадь вычисляется так же:
где m - длина средней линии.
Площадь криволинейной трапеции
Криволинейная трапеция представляет из себя плоскую фигуру, ограниченную графиком неотрицательной непрерывной функции y = f(x), определенной на отрезке , осью абсцисс и прямыми x = a, x = b. По сути, две ее стороны параллельны друг другу (основания), третья сторона перпендикулярна основаниям, а четвертая представляет из себя кривую, соответствующую графику функции.
Площадь криволинейной трапеции ищут через интеграл по формуле Ньютона-Лейбница:
Так вычисляются площади различных видов трапеций. Но, помимо свойств сторон, трапеции обладают одинаковыми свойствами углов. Как у всех существующих четырехугольников, сумма внутренних углов трапеции равна 360 градусов. А сумма углов, прилежащих к боковой стороне, - 180 градусам.
(S) трапеции, начните вычисление высоты (h) с нахождения полусуммы длин параллельных сторон: (a+b)/2. Затем на полученное значение разделите площадь - результат и будет искомой величиной: h = S/((a+b)/2) = 2*S/(a+b).
Зная длину средней линии (m) и площадь (S) можно упростить формулу из предыдущего шага. По определению средняя линия трапеции равна полусумме ее оснований, поэтому для вычисления высоты (h) фигуры просто разделите площадь на длину средней линии: h = S/m.
Можно определить высоту (h) такого и в том случае, если даны только длина одной из боковых сторон (с) и угол (α), образуемый ей и длинным основанием. В этом случае следует рассмотреть , образуемый этой стороной, высотой и коротким отрезком основания, который отсекает опущенная на него высота. Этот треугольник будет прямоугольным, известная сторона будет в нем гипотенузой, а высота - катетом. Отношение длин и гипотенузы равно противолежащего катету угла, поэтому для вычисления высоты трапеции умножьте известную длину стороны на синус известного угла: h = с*sin(α).
Такой же треугольник стоит рассмотреть и если даны длина боковой стороны (с) и величина угла (β) между ней и другим (коротким) основанием. В этом случае величина угла между боковой стороной (гипотенузой) и высотой (катетом) будет на 90° меньше известного из условий угла: β-90°. Так как отношение длин катета и гипотенузы равно косинусу угла между ними, то высоту трапеции вычислите умножением косинуса уменьшенного на 90° угла на длину боковой стороны: h = с*cos(β-90°).
Если вписана окружность известного радиуса (r), вычисления высоты (h) будет очень проста и не потребует никаких других параметров. Такая окружность по определению должна каждого из оснований только одной точкой и эти точки будут лежать на одной линии с центром . Это значит, что расстояние между ними будет равно диаметру (удвоенному радиусу), проведенному перпендикулярно основаниям, то есть совпадающим с высотой трапеции: h=2*r.
Трапецией считается такой четырехугольник, у которого две стороны параллельны, а две другие нет. Высотой трапеции называется отрезок, проведенный перпендикулярно между двумя параллельными прямыми. В зависимости от исходных данных ее можно вычислить по-разному.
Вам понадобится
- Знание сторон, оснований, средней линии трапеции, а так же, опционально, ее площадь и/или периметр.
Инструкция
Допустим, имеется трапеция с теми же данными, что и на рисунке 1. Проведем 2 высоты, получим , у которого 2 меньшие стороны катетами прямоугольных треугольников. Обозначим меньший катит за x. Он находится
На простой вопрос «Как найти высоту трапеции?» существует несколько ответов, и все потому, что могут быть даны разные исходные величины. Поэтому и формулы будут различаться.
Эти формулы можно запомнить, но они несложно выводятся. Нужно только применять ранее изученные теоремы.
Принятые в формулах обозначения
Во всех приведенных ниже математических записях верны такие прочтения букв.
В исходных данных: все стороны
Для того чтобы найти высоту трапеции в общем случае потребуется воспользоваться такой формулой:
н = √(с 2 - (((а - в) 2 + с 2 - d 2)/(2(а - в))) 2). Номер 1.
Не самая короткая, но и встречается в задачах достаточно редко. Обычно можно воспользоваться другими данными.
Формула, которая подскажет, как найти высоту равнобедренной трапеции в той же ситуации, гораздо короче:
н = √(с 2 - (а - в) 2 /4). Номер 2.
В задаче даны: боковые стороны и углы при нижнем основании
Принимают, что угол α прилежит к боковой стороне с обозначением «с», соответственно угол β к стороне d. Тогда формула для того, как найти высоту трапеции, в общем виде будет такой:
н = с * sin α= d * sin β. Номер 3.
Если фигура равнобедренная, то можно воспользоваться таким вариантом:
н = с * sin α= ((а - в) / 2) * tg α. Номер 4.
Известны: диагонали и углы между ними
Обычно к этим данным присоединяются еще известные величины. Например, основания или средняя линия. Если даны основания, то для ответа на вопрос, как найти высоту трапеции, пригодится такая формула:
н = (d 1 * d 2 * sin γ) / (а + в) или н = (d 1 * d 2 * sin δ) / (а + в). Номер 5.
Это для общего вида фигуры. Если дана равнобедренная, то запись преобразится так:
н = (d 1 2 * sin γ) / (а + в) или н = (d 1 2 * sin δ) / (а + в). Номер 6.
Когда в задаче идет речь о средней линии трапеции, то формулы для поиска ее высоты становятся такими:
н = (d 1 * d 2 * sin γ) / 2m или н = (d 1 * d 2 * sin δ) / 2m. Номер 5а.
н = (d 1 2 * sin γ) / 2m или н = (d 1 2 * sin δ) / 2m. Номер 6а.
Среди известных величин: площадь с основаниями или средней линией
Это, пожалуй, самые короткие и простые формулы того, как найти высоту трапеции. Для произвольной фигуры она будет такой:
н = 2S / (а + в). Номер 7.
Она же, но с известной средней линией:
н = S / m. Номер 7а.
Как ни странно, но для равнобедренной трапеции формулы будут выглядеть так же.
Задачи
№1. На определение углов при нижнем основании трапеции.
Условие. Дана равнобедренная трапеция, боковая сторона которой 5 см. Ее основания равны 6 и 12 см. Требуется найти синус острого угла.
Решение. Для удобства следует ввести обозначение. Пусть левая нижняя вершина будет А, все остальные по часовой стрелке: В, С, Д. Таким образом, нижнее основание будет обозначено АД, верхнее — ВС.
Нужно провести высоты из вершин В и С. Точки, которые укажут концы высот будут обозначены Н 1 и Н 2 , соответственно. Поскольку в фигуре ВСН 1 Н 2 все углы прямые, то она является прямоугольником. Это означает, что отрезок Н 1 Н 2 равен 6 см.
Теперь нужно рассмотреть два треугольника. Они равны, так как являются прямоугольными с одинаковыми гипотенузами и вертикальными катетами. Отсюда следует, что и меньшие катеты у них равны. Поэтому их можно определить как частное от разности. Последняя получится от вычитания из нижнего основания верхнего. Делиться оно будет на 2. То есть 12 - 6 нужно поделить на 2. АН 1 = Н 2 Д = 3 (см).
Теперь из теоремы Пифагора нужно найти высоту трапеции. Она необходима для нахождения синуса угла. ВН 1 = √(5 2 - 3 2) = 4 (см).
Воспользовавшись знанием о том, как находится синус острого угла в треугольнике с прямым углом, можно записать такое выражение: sin α= ВН 1 / АВ = 0,8.
Ответ. Искомый синус равен 0,8.
№2. На нахождение высоты трапеции по известному тангенсу.
Условие. У равнобедренной трапеции нужно вычислить высоту. Известно, что ее основания равны 15 и 28 см. Дан тангенс острого угла: 11/13.
Решение. Обозначение вершин такое же, как в предыдущей задаче. Снова нужно провести две высоты из верхних углов. По аналогии с решением первой задачи нужно найти АН 1 = Н 2 Д, которые определятся как разность 28 и 15, деленная на два. После подсчетов получается: 6,5 см.
Поскольку тангенс — это отношение двух катетов, то можно записать такое равенство: tg α= АН 1 / ВН 1 . Причем это отношение равно 11/13 (по условию). Так как АН 1 известен, то можно вычислить высоту: ВН 1 = (11 * 6,5) / 13. Простые расчеты дают результат в 5,5 см.
Ответ. Искомая высота равна 5,5 см.
№3. На вычисление высоты по известным диагоналям.
Условие. О трапеции известно, что ее диагонали равны 13 и 3 см. Нужно узнать ее высоту, если сумма оснований составляет 14 см.
Решение. Пусть обозначение фигуры будет таким же, как раньше. Предположим, что АС — меньшая диагональ. Из вершины С нужно провести искомую высоту и обозначить ее СН.
Теперь потребуется выполнить дополнительное построение. Из угла С нужно провести прямую, параллельную большей диагонали и найти точку ее пересечения с продолжением стороны АД. Это будет Д 1 . Получилась новая трапеция, внутри которой начерчен треугольник АСД 1 . Он-то и нужен для дальнейшего решения задачи.
Искомая высота окажется еще и ей же в треугольнике. Поэтому можно воспользоваться формулами, изученными в другой теме. Высота треугольника определяется как произведение числа 2 и площади, деленное на сторону, к которой она проведена. А сторона оказывается равна сумме оснований исходной трапеции. Это исходит из правила, по которому выполнено дополнительное построение.
В рассматриваемом треугольнике все стороны известны. Для удобства введем обозначения х = 3 см, у = 13 см, z = 14 см.
Теперь можно сосчитать площадь, воспользовавшись теоремой Герона. Полупериметр будет равен р = (х + у + z)/ 2 = (3 + 13 + 14) / 2 = 15 (см). Тогда формула для площади после подстановки значений будет выглядеть так: S = √(15 * (15 - 3) * (15 - 13) * (15 - 14)) = 6 √10 (см 2).
Ответ. Высота равна 6√10 / 7 см.
№4. Для поиска высоты по сторонам.
Условие. Дана трапеция, три стороны которой равны 10 см, а четвертая 24 см. Нужно узнать ее высоту.
Решение. Поскольку фигура равнобедренная, то потребуется формула под номером 2. В нее нужно просто подставить все значения и сосчитать. Это будет выглядеть так:
н = √(10 2 - (10 - 24) 2 /4) = √51 (см).
Ответ. н = √51 см.