площі многокутників

Можна сказати, що площа багатокутника - це величина, що позначає частину площині, яку займає даний багатокутник. За одиницю виміру площі приймають площу квадрата зі стороною \ (1 \) см, \ (1 \) мм і т.д. (Одиничний квадрат). Тоді площа буде вимірюватися в см \ (^ 2 \). мм \ (^ 2 \) відповідно.

Іншими словами, можна сказати, що площа фігури - це величина, чисельне значення якої показує, скільки раз одиничний квадрат вміщується в даній фігурі.

1. Площа будь-якого багатокутника - величина позитивна.

2. Рівні багатокутники мають рівні площі.

3. Якщо багатокутник складений з кількох багатокутників, то його площа дорівнює сумі площ цих багатокутників.

4. Площа квадрата зі стороною \ (a \) дорівнює \ (a ^ 2 \).

Теорема: площа прямокутника

Площа прямокутника зі сторонами \ (a \) і \ (b \) дорівнює \ (S = ab \).

Добудуємо прямокутник \ (ABCD \) до квадрата зі стороною \ (a + b \). як показано на малюнку:

площі многокутників

Даний квадрат складається з прямокутника \ (ABCD \). ще одного рівного йому прямокутника і двох квадратів зі сторонами \ (a \) і \ (b \). Таким чином,

Висота паралелограма - це перпендикуляр, проведений з вершини паралелограма до сторони (або до продовження боку), що не містить цю вершину.
Наприклад, висота \ (BK \) падає на бік \ (AD \). а висота \ (BH \) - на продовження боку \ (CD \):

площі многокутників

Теорема: площа паралелограма

Площа паралелограма дорівнює добутку висоти і сторони, до якої проведена ця висота.

Проведемо перпендикуляри \ (AB '\) і \ (DC' \). як показано на малюнку. Зауважимо, що ці перпендикуляри рівні висоті паралелограма \ (ABCD \).

площі многокутників

Тоді \ (AB'C'D \) - прямокутник, отже, \ (S_ = AB '\ cdot AD \).

Зауважимо, що прямокутні трикутники \ (ABB '\) і \ (DCC' \) рівні. Таким чином,



Будемо називати сторону, до якої в трикутнику проведена висота, підставою трикутника.

Площа трикутника дорівнює половині твори його заснування на висоту, проведену до цієї підстави.

Нехай \ (S \) - площа трикутника \ (ABC \). Приймемо сторону \ (AB \) за основу трикутника і проведемо висоту \ (CH \). Доведемо, що \ [S = \ dfracAB \ cdot CH. \] Добудуємо трикутник \ (ABC \) до паралелограма \ (ABDC \) ​​так, як показано на малюнку:

площі многокутників

Трикутники \ (ABC \) і \ (DCB \) рівні за трьома сторонами (\ (BC \) - їх загальна сторона, \ (AB = CD \) і \ (AC = BD \) як протилежні сторони паралелограма \ (ABDC \ )), тому їх площі рівні. Отже, площа \ (S \) трикутника \ (ABC \) дорівнює половині площі паралелограма \ (ABDC \). тобто \ (S = \ dfracAB \ cdot CH \).

Якщо два трикутника \ (\ triangle ABC \) і \ (\ triangle A_1B_1C_1 \) мають рівні висоти, то їх площі відносяться як підстави, до яких ці висоти проведені.

площі многокутників

Медіана трикутника ділить його на два трикутники, рівних за площею.

Якщо два трикутника \ (\ triangle ABC \) і \ (\ triangle A_2B_2C_2 \) мають по рівному кутку, то їх площі відносяться як твори сторін, які складають цей кут.

площі многокутників

Нехай \ (\ angle A = \ angle A_2 \). Сумісний ці кути так, як показано на малюнку (точка \ (A \) поєдналася з точкою \ (A_2 \)):

площі многокутників

Проведемо висоти \ (BH \) і \ (C_2K \).

Трикутники \ (AB_2C_2 \) і \ (ABC_2 \) мають однакову висоту \ (C_2K \). отже: \ [\ dfrac >> = \ dfrac \]

Трикутники \ (ABC_2 \) і \ (ABC \) мають однакову висоту \ (BH \). отже: \ [\ dfrac >> = \ dfrac \]

У прямокутному трикутнику квадрат довжини гіпотенузи дорівнює сумі квадратів довжин катетів:

площі многокутників

Вірно і зворотне: якщо в трикутнику квадрат довжини одного боку дорівнює сумі квадратів довжин інших двох сторін, то такий трикутник прямокутний.

Площа прямокутного трикутника дорівнює половині твори катетів.

Теорема: формула Герона

Нехай \ (p \) - напівпериметр трикутника, \ (a \). \ (B \). \ (C \) - довжини його сторін, тоді його площа дорівнює \ [S _ = \ sqrt \]



Оскільки ромб є паралелограма, то для нього вірна та ж формула, тобто площа ромба дорівнює добутку висоти і сторони, до якої проведена ця висота.

Площа опуклого чотирикутника, діагоналі якого перпендикулярні, дорівнює половині твори діагоналей.

Розглянемо чотирикутник \ (ABCD \). Позначимо \ (AO = a, CO = b, BO = x, DO = y \):

площі многокутників

Зауважимо, що даний чотирикутник складено з чотирьох прямокутних трикутників, отже, його площа дорівнює сумі площ цих трикутників:

\ (\ Begin S _ = \ frac12ax + \ frac12xb + \ frac12by + \ frac12ay = \ frac12 (ax + xb + by + ay) = \\ \ frac12 ((a + b) x + (a + b) y) = \ frac12 (a + b) (x + y) \ end \)

Слідство: площа ромба

Площа ромба дорівнює половині твори його діагоналей: \ [S _> = \ dfrac12 d_1 \ cdot d_2 \]

Висота трапеції - це перпендикуляр, проведений з вершини одного підстави до іншого підставі.

Теорема: площа трапеції

Площа трапеції дорівнює добутку напівсуми підстав на висоту.

Розглянемо трапецію \ (ABCD \) з підставами \ (BC \) і \ (AD \). Проведемо \ (CD '\ parallel AB \). як показано на малюнку:

площі многокутників

Тоді \ (ABCD '\) - паралелограм.

Проведемо також \ (BH '\ perp AD, CH \ perp AD \) (\ (BH' = CH \) - висоти трапеції).

Тоді \ (S_ = BH '\ cdot AD' = BH '\ cdot BC, \ quad S _ = \ dfrac12CH \ cdot D'D \)

Оскільки трапеція складається з паралелограма \ (ABCD '\) і трикутника \ (CDD' \). то її площа дорівнює сумі площ паралелограма і трикутника, тобто:

\ [S_ = S_ + S_ = BH '\ cdot BC + \ dfrac12CH \ cdot D'D = \ dfrac12CH \ left (2BC + D'D \ right) = \] \ [= \ dfrac12 CH \ left (BC + AD' + D'D \ right) = \ dfrac12 CH \ left (BC + AD \ right) \]

Схожі статті