В треугольнике ABC ∠С = 90°, ∠A = 60°, AB = 18 см. Найдите AC.

Решаем задачи по геометрии

Элементы произвольного треугольника ABC обычно обозначаются так:

BC, CA, AB - стороны;

a, b, c - их длины;

α, β, γ - величины противолежащих углов;

ha, ma, la - высота, медиана и биссектриса, выходящие из вершины A;

R - радиус описанной окружности,

r - радиус вписанной окружности;

S - площадь,

p - полупериметр.

Отметим, что в отдельных задачах обозначения могут отличаться от стандартных.

Теорема 1 (теорема Пифагора). В прямоугольном треугольнике сумма квадратов катетов равна квадрату гипотенузы, то есть

c2 = a2 + b2,

где c - гипотенуза треугольника.

Теорема 2. Для прямоугольного треугольника (рис. 1) верны следующие соотношения:

a = c cos β = c sin α = b tg α = b ctg β,

где c - гипотенуза треугольника.

Теорема 3. Пусть ca и cb - проекции катетов a и b прямоугольного треугольника на гипотенузу c, а h - высота этого треугольника, опущенная на гипотенузу (рис. 2). Тогда справедливы следующие равенства:

h2 = ca∙cb, a2 = c∙ca, b2 = c∙cb.

Теорема 4 (теорема косинусов). Для произвольного треугольника справедлива формула

a2 = b2 + c2 - 2bc cos α.

Теорема 5. Около всякого треугольника можно описать окружность и притом только одну. Центр этой окружности есть точка пересечения серединных перпендикуляров, проведенных к сторонам. Центр описанной окружности лежит внутри треугольника, если треугольник остроугольный; вне треугольника, если он тупоугольный; на середине гипотенузы, если он прямоугольный (рис. 3).

Теорема 6 (теорема синусов). Для произвольного треугольника (рис. 4) справедливы соотношения

Теорема 7. Во всякий треугольник можно вписать окружность и притом только одну (рис. 5).

Центр этой окружности есть точка пересечения биссектрис трех углов треугольника. Центр вписанной окружности лежит всегда внутри треугольника.

Теорема 8 (формулы для вычисления площади треугольника).

4

Последняя формула называется формулой Герона.

Теорема 9 (теорема о биссектрисе внутреннего угла).

Биссектриса внутреннего угла треугольника (рис. 6) делит противоположную сторону на части, пропорциональные прилежащим сторонам треугольника, то есть

b : c = x : y.

Теорема 10 (формула для вычисления длины биссектрисы) (см. рис. 6)

.

Теорема 11 (формула для вычисления длины биссектрисы).

Теорема 12. Медианы треугольника пересекаются в одной точке и делятся в этой точке на отрезки, длины которых относятся как 2 : 1, считая от вершины (рис. 7).

Теорема 13 (формула для вычисления длины медианы).

Доказательства некоторых теорем

Доказательство теоремы 10. Построим треугольник ABC и проведем в нем биссектрису AD (рис. 8). Пусть CD = x и DB = y. Применим к треугольникам ABD и ACD теорему косинусов:

BD2 = AB2 + AD2 - 2∙AB∙AD∙cos ∠BAD;

CD2 = AC2 + AD2 - 2∙AC∙AD∙cos ∠CAD.

Или, что то же самое,

Выразим из каждого неравенства и приравняем полученные результаты:

Применив теперь к треугольнику ABC теорему о биссектрисе внутреннего угла, получим, что