Примена Питагорине теореме на једнакостранични троугао

Решени задаци.

Задаци


Текст задатака објашњених у видео лекцији:

Пр.1)   Ако је страница једнакостраничног троугла 6cm, израчунати:

          а) обим

          б) висину

          в) површину

          г) полупречнике уписаног и описаног круга

Пр.2)   Израчунати обим једнакостраничног троугла чија је :

          а) висина 23cm2\sqrt 3 cm

          б) висина 6cm6cm

          в) површина 93cm29\sqrt 3 c{m^2}

Пр.3)   Ако је краћа катета правоуглог троугла 4cm, a jeдан унутрашњи

           угао 30∘{30^ \circ }, израчуати обим и површину тог правоуглог троугла.

Пр.4)   Ако је хипотенуза правоуглог троугла 6cm, а један унутршњи

           угао 60∘{60^ \circ }, израчунати обим и површину правоуглог троугла.


Пр.1)   

a=6‾cmO=?h=?P=?ru=?ro=?O=3a=3⋅6=18cmh=a32=632=33cmP=a234=3634=93cm2ru=13h=1333=3cmro=23h=2333=23cm\begin{aligned}&\underline {a = 6} cm \\ &O = ?h = ?P = ?{r_u} = ?{r_o} = ? \\ & \\ &O = 3a = 3 \cdot 6 = 18cm \\ &h = \frac{{a\sqrt 3 }}{2} = \frac{{6\sqrt 3 }}{2} = 3\sqrt 3 cm \\ &P = \frac{{{a^2}\sqrt 3 }}{4} = \frac{{36\sqrt 3 }}{4} = 9\sqrt 3 c{m^2} \\ &{r_u} = \frac{1}{3}h = \frac{1}{3}3\sqrt 3 = \sqrt 3 cm \\ &{r_o} = \frac{2}{3}h = \frac{2}{3}3\sqrt 3 = 2\sqrt 3 cm\end{aligned}

Пр.2)   Израчунати обим једнакостраничног троугла чија је :

          а) 

h=23‾cmO=?h=a3223=a32a=4cmO=3a=3⋅4=12cm\begin{aligned}&\underline {h = 2\sqrt 3 } cm \\ &O = ? \\ & \\ &h = \frac{{a\sqrt 3 }}{2} \\ &2\sqrt 3 = \frac{{a\sqrt 3 }}{2} \\ &a = 4cm \\ &O = 3a = 3 \cdot 4 = 12cm\end{aligned}

          б) 

h=6‾cmO=?h=a326=a32a=12333=1233a=43cmO=3a=3⋅43=123cm\begin{aligned}& \\ &\underline {h = 6} cm \\ &O = ? \\ & \\ &h = \frac{{a\sqrt 3 }}{2} \\ &6 = \frac{{a\sqrt 3 }}{2} \\ &a = \frac{{12}}{{\sqrt 3 }}\frac{{\sqrt 3 }}{{\sqrt 3 }} = \frac{{12\sqrt 3 }}{3} \\ &a = 4\sqrt 3 cm \\ &O = 3a = 3 \cdot 4\sqrt 3 = 12\sqrt 3 cm\end{aligned}

          в) 

P=93‾cmO=?P=a23493=a234a2=3633a2=36a=6cm2O=3a=3⋅6=18cm\begin{aligned}&\underline {P = 9\sqrt 3 } cm \\ &O = ? \\ & \\ &P = \frac{{{a^2}\sqrt 3 }}{4} \\ &9\sqrt 3 = \frac{{{a^2}\sqrt 3 }}{4} \\ &{a^2} = \frac{{36\sqrt 3 }}{{\sqrt 3 }} \\ &{a^2} = 36 \\ &a = 6c{m^2} \\ &O = 3a = 3 \cdot 6 = 18cm\end{aligned}

Пр.3)  

604 png

ACAC висина једнакостраничног троугла △ABD\vartriangle ABD

h=a32AC=BD32=832=43cm=bBC=4cm=aAB=8cm=cO=a+b+c=4+43+8=12+43cmP=a⋅b2=4⋅432=83cm2\begin{aligned}&h = \frac{{a\sqrt 3 }}{2} \\ &AC = \frac{{BD\sqrt 3 }}{2} = \frac{{8\sqrt 3 }}{2} = 4\sqrt 3 cm = b \\ &BC = 4cm = a \\ &AB = 8cm = c \\ &O = a + b + c = 4 + 4\sqrt 3 + 8 = 12 + 4\sqrt 3 cm \\ &P = \frac{{a \cdot b}}{2} = \frac{{4 \cdot 4\sqrt 3 }}{2} = 8\sqrt 3 c{m^2}\end{aligned}

Пр.4)   

605 png

AC=632=33cmO=a+b+c=3+33+6=9+33cmP=a⋅b2=3⋅332=932cm2\begin{aligned}&AC = \frac{{6\sqrt 3 }}{2} = 3\sqrt 3 cm \\ &O = a + b + c = 3 + 3\sqrt 3 + 6 = 9 + 3\sqrt 3 cm \\ &P = \frac{{a \cdot b}}{2} = \frac{{3 \cdot 3\sqrt 3 }}{2} = \frac{{9\sqrt 3 }}{2}c{m^2}\end{aligned}

Висина једнакостраничног троугла странице aa дели га на два правоугла троугла са хипотенузом aa и катетом a2\frac{a}{2}, па је h2=a2−a24=3a24h^2 = a^2 - \frac{a^2}{4} = \frac{3a^2}{4} и h=a32h = \frac{a\sqrt{3}}{2}. Одатле је површина P=a⋅h2=a234P = \frac{a \cdot h}{2} = \frac{a^2\sqrt{3}}{4}. За a=4a = 4 cm је h=23h = 2\sqrt{3} cm и P=43P = 4\sqrt{3} cm², а ове две формуле вреди знати напамет. Центри уписаног и описаног круга поклапају се са тежиштем, па је r=h3r = \frac{h}{3} и R=2h3R = \frac{2h}{3}.

Половина једнакостраничног троугла је правоугли троугао са угловима 30∘30^\circ и 60∘60^\circ: катета наспрам угла од 30∘30^\circ једнака је половини хипотенузе, а друга катета је 32\frac{\sqrt{3}}{2} хипотенузе. Кад је задата висина, израз a=2h3a = \frac{2h}{\sqrt{3}} рационалишите.

hABCT
9 dm
Висина h
7,79 dm
Површина P
35,07 dm²
Полупречник уписаног r
2,6 dm
Полупречник описаног R
5,2 dm
Почетна страница од 9 dm је знак из примера. Висина је увек 32≈0,87\frac{\sqrt{3}}{2} \approx 0{,}87 странице. Оба круга имају центар у тежишту TT, а RR је увек двоструко веће од rr.

Једнакостранични троугао има облик знакова упозорења на путу и троугла за слагање билијарских кугли, а среће се и у решеткама кровова и мостова, па се његова висина и површина често рачунају.

Саобраћајни знак

Знак упозорења на путу има облик једнакостраничног троугла странице 90 cm. Колико је знак висок и колико квадратних метара рефлектујуће фолије треба за њега?

Решење

  1. Висина дели знак на два правоугла троугла са хипотенузом 90 cm и катетом 45 cm, па је h=a32=9032=453h = \frac{a\sqrt{3}}{2} = \frac{90\sqrt{3}}{2} = 45\sqrt{3} cm.
  2. Са 3≈1,732\sqrt{3} \approx 1{,}732 добијамо h≈77,9h \approx 77{,}9 cm.
  3. P=a234=810034=20253≈3507P = \frac{a^2\sqrt{3}}{4} = \frac{8100\sqrt{3}}{4} = 2025\sqrt{3} \approx 3507 cm².
  4. Пошто је 1 m² = 10.000 cm², то је око 0,35 m².

Одговор: Знак је висок око 77,9 cm, а за њега треба око 0,35 m² фолије.

Задатак за вежбу

Висина једнакостраничног троугла је 636\sqrt{3} cm. Израчунајте његову страницу, обим и површину.

Прикажи решење

Из a32=63\frac{a\sqrt{3}}{2} = 6\sqrt{3} следи a=12a = 12 cm, па је O=3⋅12=36O = 3 \cdot 12 = 36 cm и P=12234=363P = \frac{12^2\sqrt{3}}{4} = 36\sqrt{3} cm².