В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

Высоты в остроугольном треугольнике

В любом треугольнике все три высоты пересекаются в одной точке. Все высоты в остроугольном треугольнике лежат внутри треугольника (как и точка пересечения высот).

Высоты BB1 и CC1 остроугольного треугольника ABC пересекаются в точке E. Доказать, что углы BB1C1 и BCC1 равны; углы B1C1С и BB1C равны.

В остроугольном треугольнике высоты пересекаютсяДано: ΔABC — остроугольный,

Около любого треугольника можно описать окружность. Центр окружности, описанной около прямоугольного треугольника, лежит на середине его гипотенузы. Радиус такой окружности равен половине гипотенузы.

В остроугольном треугольнике высоты пересекаютсяЦентр описанной около прямоугольного треугольника BB1C окружности лежит на середине гипотенузы BC, радиус этой окружности равен половине BC.

Центр описанной около прямоугольного треугольника BCC1 окружности — середина гипотенузы BC, радиус равен половине BC.

Значит эти треугольники вписаны в одну и ту же окружность.

Следовательно, точки B, C, B1 и C1лежат на одной окружности.

∠B1C1С=∠B1BC (как вписанные углы, опирающиеся на одну дугу B1C).

Что и требовалось доказать.

То есть решение такого рода задач начинаем с поиска прямоугольных треугольников с общей гипотенузой.

Видео:Точка пересечения высот треугольника.Скачать

Точка пересечения высот треугольника.

2 Comments

Здравствуйте!
во втором случае: Угол ВВ1С — прямой, имелся в виду угол В1ВС, как опирающийся на дугу В1С

Видео:Построение высоты в тупоугольном и прямоугольном треугольниках. 7 класс.Скачать

Построение высоты в тупоугольном и прямоугольном треугольниках. 7 класс.

Свойства высот треугольника. Ортоцентр

Схема 1. В треугольнике АВС проведены высоты АМ и СК.
Н – точка пересечения высот треугольника (ортоцентр), Н=АМ∩СК

Запомните этот рисунок. Перед вами – схема, из которой можно получить сразу несколько полезных фактов.

В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

1. Треугольники МВК и △АВС, подобны, причем коэффициент подобия
, если В остроугольном треугольнике высоты пересекаются, и В остроугольном треугольнике высоты пересекаются, если В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

  1. Четырехугольник АКМС можно вписать в окружность. Эта вспомогательная окружность поможет решить множество задач.
  2. Четырехугольник ВКМН также можно вписать в окружность.
  3. Радиусы окружностей, описанных вокруг треугольников АВС, АНС, ВНС и АВН, равны.
  4. ,где R – радиус описанной окружности .

Докажем эти факты по порядку.

1) Заметим, что на рисунке есть подобные треугольники. Это АВМ и СВК, прямоугольные треугольники с общим углом В, и они подобны по двум углам

Мы получили, что в треугольниках МВК и АВС стороны, прилежащие к углу В, пропорциональны. Получаем, что по углу и двум сторонам.

2) Докажем, что вокруг четырехугольника АКМС можно описать окружность. Для этого необходимо и достаточно, чтобы суммы противоположных углов четырехугольника АКМС были равны .

Пусть ∠ACB=∠BKM=γ (поскольку треугольники МВК и АВС подобны), тогда
– как смежный с углом ВКМ. Получили, что , и это значит, что четырехугольник AKMC можно вписать в окружность.

3) Рассмотрим четырехугольник KBMH. Его противоположные углы ВКН и ВМН — прямые, их сумма равна , и значит, четырехугольник КВМН можно вписать в окружность.

4) По теореме синусов, радиус окружности, описанной вокруг треугольника АВС,

Радиус окружности, описанной вокруг треугольника АНС,
Мы помним, что . Значит, синусы углов АВС и АНС равны, и радиусы окружностей, описанных вокруг треугольников АВС и АНС равны.

5) Докажем, что ,где R – радиус описанной окружности . Поскольку четырехугольник КВМН можно вписать в окружность и углы ВКН и ВМН – прямые, отрезок ВН является диаметром этой окружности. Треугольник МВК также вписан в эту окружность, и по теореме синусов, .

Диаметр окружности, описанной вокруг треугольника АВС, равен Поскольку треугольники МВК и АВС подобны, отношение диаметров описанных вокруг них окружностей равно . Получили, что

Задача ЕГЭ по теме «Высоты треугольника» (Профильный уровень, №16)

2. В остроугольном треугольнике KMN проведены высоты KB и NA.

а) Докажите, что угол ABK равен углу ANK.

б) Найдите радиус окружности, описанной около треугольника ABM, если известно, что и

В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

а) Докажем, что
(по двум углам). Запишем отношение сходственных сторон:
Но это значит, что (по углу и двум сторонам), причем .

— смежный с углом ,
,
,четырехугольник ABNK можно вписать в окружность.
(опираются на одну дугу).

Видео:Геометрия 7.Треугольники урок 6. Высота треугольника. Определение, свойства, точки пересечения высотСкачать

Геометрия 7.Треугольники урок 6. Высота треугольника. Определение, свойства, точки пересечения высот

Высота треугольника. Задача Фаньяно

В остроугольном треугольнике высоты пересекаютсяВысота треугольника. Свойство высоты прямоугольного треугольника
В остроугольном треугольнике высоты пересекаютсяРасположение высот у треугольников различных типов
В остроугольном треугольнике высоты пересекаютсяОртоцентр треугольника
В остроугольном треугольнике высоты пересекаютсяРасположение ортоцентров у треугольников различных типов
В остроугольном треугольнике высоты пересекаютсяОртоцентрический треугольник
В остроугольном треугольнике высоты пересекаютсяЗадача Фаньяно

Видео:Высота, биссектриса, медиана. 7 класс.Скачать

Высота, биссектриса, медиана. 7 класс.

Высота треугольника. Свойство высоты прямоугольного треугольника

Определение 1 . Высотой треугольника называют перпендикуляр, опущенный из вершины треугольника на прямую, содержащую противолежащую сторону треугольника. Основанием высоты называют основание этого перпендикуляра (рис.1).

В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

На рисунке 1 изображена высота BD , проведённая из вершины B треугольника ABC . Точка D – основание высоты.

Для высоты прямоугольного треугольника, проведённой из вершины прямого угла, справедливо следующее утверждение.

Утверждение . Длина высоты прямоугольного треугольника, опущенной на гипотенузу, является средним геометрическим между длинами отрезков, на которые основание высоты делит гипотенузу (рис.2).

В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

Доказательство . Углы треугольников BCD и ACD (рис.2) удовлетворяют соотношениям

В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

Таким образом, длина отрезка CD является средним геометрическим между длинами отрезков BD и AD , что и требовалось доказать.

Высоты можно провести из каждой вершины треугольника, однако у треугольников различных типов высоты располагаются по-разному, как показано в следующей таблице.

Видео:8 класс, 37 урок, Теорема о пересечении высот треугольникаСкачать

8 класс, 37 урок, Теорема о пересечении высот треугольника

Расположение высот у треугольников различных типов

ФигураРисунокОписание
Остроугольный треугольникВ остроугольном треугольнике высоты пересекаютсяВсе высоты остроугольного треугольника лежат внутри треугольника.
В остроугольном треугольнике высоты пересекаются
В остроугольном треугольнике высоты пересекаются
Прямоугольный треугольникВ остроугольном треугольнике высоты пересекаютсяВысоты прямоугольного треугольника, проведённые из вершин острых углов, совпадают с катетами треугольника. Высота, проведённая из вершины прямого угла, лежит внутри треугольника
В остроугольном треугольнике высоты пересекаются
В остроугольном треугольнике высоты пересекаются
Тупоугольный треугольникВ остроугольном треугольнике высоты пересекаютсяВысоты тупоугольного треугольника, проведённые из вершин острых углов, лежат вне треугольника. Высота, проведённая из вершины тупого угла, лежит внутри треугольника
В остроугольном треугольнике высоты пересекаются
В остроугольном треугольнике высоты пересекаются
Остроугольный треугольник
В остроугольном треугольнике высоты пересекаютсяВ остроугольном треугольнике высоты пересекаютсяВ остроугольном треугольнике высоты пересекаются
Все высоты остроугольного треугольника лежат внутри треугольника.
Прямоугольный треугольник
В остроугольном треугольнике высоты пересекаютсяВ остроугольном треугольнике высоты пересекаютсяВ остроугольном треугольнике высоты пересекаются
Высоты прямоугольного треугольника, проведённые из вершин острых углов, совпадают с катетами треугольника. Высота, проведённая из вершины прямого угла, лежит внутри треугольника
Тупоугольный треугольник
В остроугольном треугольнике высоты пересекаютсяВ остроугольном треугольнике высоты пересекаютсяВ остроугольном треугольнике высоты пересекаются
Высоты тупоугольного треугольника, проведённые из вершин острых углов, лежат вне треугольника. Высота, проведённая из вершины тупого угла, лежит внутри треугольника

В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

Все высоты остроугольного треугольника лежат внутри треугольника.

В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

Высоты прямоугольного треугольника, проведённые из вершин острых углов, совпадают с катетами треугольника. Высота, проведённая из вершины прямого угла, лежит внутри треугольника

В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

Высоты тупоугольного треугольника, проведённые из вершин острых углов, лежат вне треугольника. Высота, проведённая из вершины тупого угла, лежит внутри треугольника

Видео:Геометрия Высоты остроугольного треугольника ABC пересекаются в точке H Докажите что радиусыСкачать

Геометрия Высоты остроугольного треугольника ABC пересекаются в точке H Докажите что радиусы

Ортоцентр треугольника

Теорема 1 . Высоты треугольника (или их продолжения) пересекаются в одной точке.

Доказательство . Рассмотрим произвольный треугольник ABC и проведём через каждую из его вершин прямую, параллельную противолежащей стороне (рис.3).

В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

Обозначим точки пересечения этих прямых символами A1 , B1 и C1 , как показано на рисунке 3.

Следовательно, точка B является серединой стороны C1A1 .

Следовательно, точка A является серединой стороны C1B1 .

Следовательно, точка C является серединой стороны B1A1 .

В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

и в силу теоремы о серединных перпендикулярах пересекаются в одной точке.

Теорема 1 доказана.

Определение 2 . Точку пересечения высот треугольника (или их продолжений) называют ортоцентром треугольника.

У треугольников различных типов ортоцентры располагаются по-разному, как показано в следующей таблице.

Видео:Высоты треугольника.Скачать

Высоты треугольника.

Расположение ортоцентров у треугольников различных типов

Ортоцентр остроугольного треугольника лежит внутри треугольника.

Ортоцентр прямоугольного треугольника совпадает с вершиной прямого угла

В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

Ортоцентр тупоугольного треугольника лежит вне треугольника.
В ортоцентре тупоугольного треугольника пересекаются не высоты, а продолжения высот треугольника.

В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

Ортоцентр остроугольного треугольника лежит внутри треугольника.

В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

Ортоцентр прямоугольного треугольника совпадает с вершиной прямого угла

В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

Ортоцентр тупоугольного треугольника лежит вне треугольника.
В ортоцентре тупоугольного треугольника пересекаются не высоты, а продолжения высот треугольника.

Видео:7 класс, 17 урок, Медианы, биссектрисы и высоты треугольникаСкачать

7 класс, 17 урок, Медианы, биссектрисы и высоты треугольника

Ортоцентрический треугольник

Решим следующую задачу.

Задача . В остроугольном треугольнике ABC проведены высоты AD и BE (рис.5). Доказать, что треугольник DCE подобен треугольнику ABC .

В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

Решение . Рассмотрим треугольники ADC и BEC . Эти треугольники подобны в силу признака подобия прямоугольных треугольников с равными острыми углами (угол C общий). Следовательно, справедливо равенство

В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

Это равенство, а также наличие общего угла C позволяют на основании признака подобия треугольников заключить, что и треугольники DCE и ABC подобны. Решение задачи завершено.

В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

Определение 3 . Ортоцентрическим треугольником (ортотреугольником) называют треугольник, вершинами которого служат основания высот исходного треугольника (рис 6).

В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

Из определения 3 и следствия 1 вытекает следствие 2.

Следствие 2 . Пусть FDE – ортоцентрический треугольник с вершинами в основаниях высот остроугольного треугольника ABC (рис 7).

В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

Тогда справедливы равенства

В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

Из следствия 2 вытекает теорема 2.

Теорема 2 . Высоты остроугольного треугольника являются биссектрисами углов его ортоцентрического треугольника (рис.7).

Доказательство . Воспользовавшись следствием 2, получаем:

В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

что и требовалось доказать.

Видео:ОГЭ вариант-8 #25Скачать

ОГЭ вариант-8 #25

Задача Фаньяно

Задача Фаньяно . Рассматриваются всевозможные треугольники DEF , вершины D, E и F которых лежат на сторонах BC, AC и AB остроугольного треугольника ABC соответственно. Доказать, что из всех треугольников DEF наименьшим периметром обладает ортоцентрический треугольник треугольника ABC .

Решение . Пусть DEF – один из рассматриваемых треугольников. Обозначим символом D1 точку, симметричную точке D относительно прямой AC , и обозначим символом D2 точку, симметричную точке D относительно прямой AB (рис.8).

В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

Поскольку отрезок прямой – кратчайшее расстояние между двумя точками, то периметр треугольника DEF оказывается не меньшим, чем длина отрезка D1D2 . Отсюда вытекает, что при фиксированной точке D наименьшим периметром обладает такой треугольник DEF , вершины F и E которого являются точками пересечения прямой D1D2 с прямыми AB и AC соответственно. Периметр этого треугольника равен длине отрезка D1D2 (рис.9).

В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

Заметим также, что выполнено равенство

Кроме того, выполнено равенство

В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

Отсюда вытекает, что длина отрезка D1D2 будет наименьшей тогда, когда длина отрезка AD будет наименьшей, т.е. в том случае, когда отрезок AD является высотой треугольника ABC . Другими словами, наименьшим периметром обладает такой треугольник DEF , у которого вершина D является основанием высоты треугольника ABC , проведённой из вершины A , а вершины E и F построены по описанной выше схеме. Таким образом, среди всевозможных треугольников DEF треугольник с наименьшим периметром является единственным.

Если обозначить длину высоты, проведённой из вершины A , длину стороны AB и радиус описанной около треугольника ABC окружности буквами h, c и R соответственно, то, воспользовавшись теоремой синусов, получим:

В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

Следовательно, наименьший периметр рассматриваемых треугольников DEF равен

В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

Теперь докажем, что ортоцентрический треугольник и является треугольником с наименьшим периметром. Для этого воспользуемся следующей леммой.

Лемма . Пусть DEF – ортоцентрический треугольник треугольника ABC (рис.10).

В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

В этом случае отрезок D1D2 проходит через точки F и E .

Доказательство . Заметим, что в силу следствия 2 выполняются равенства:

В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

Кроме того, в силу равенства треугольников DFK и KFD2 , а также в силу равенства треугольников DEL и LED1 выполняются равенства:

В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

В остроугольном треугольнике высоты пересекаются

откуда вытекает, что углы AEF и D1EL , а также AFE и D2FK являются вертикальными углами. Это означает, что точки D1 , F, E , D2 лежат на одной прямой. Лемма доказана.

Доказательство леммы и завершает решение задачи Фаньяно.

💡 Видео

Высоты треугольника пересекаются в одной точкеСкачать

Высоты треугольника пересекаются в одной точке

Геометрия В остроугольном треугольнике ABC точки A, C, точка пересечения высот H и центр вписаннойСкачать

Геометрия В остроугольном треугольнике ABC точки A, C, точка пересечения высот H и центр вписанной

Построение высоты в треугольникеСкачать

Построение высоты в треугольнике

Геометрия Высоты BB1 и CC1 остроугольного треугольника ABC пересекаются в точке H. а) ДокажитеСкачать

Геометрия Высоты BB1 и CC1 остроугольного треугольника ABC пересекаются в точке H. а) Докажите

Точка пересечения высот треугольникаСкачать

Точка пересечения высот треугольника

В остроугольном треугольнике ABC проведены две высоты...Скачать

В остроугольном треугольнике ABC проведены две высоты...

№264. Высоты АА1 и ВВ1 треугольника ABC пересекаются в точке М. Найдите ∠AMB, еслиСкачать

№264. Высоты АА1 и ВВ1 треугольника ABC пересекаются в точке М. Найдите ∠AMB, если

Геометрия 7 класс (Урок№12 - Медианы треугольника. Биссектрисы треугольника. Высоты треугольника.)Скачать

Геометрия 7 класс (Урок№12 - Медианы треугольника. Биссектрисы треугольника. Высоты треугольника.)

Диагностическая работа-1 в формате ОГЭ. Задача-25Скачать

Диагностическая работа-1 в формате ОГЭ. Задача-25

№16 из ЕГЭ2022 и олимпиады. Красивое доказательство свойства ортоцентра остроугольного треугольникаСкачать

№16 из ЕГЭ2022 и олимпиады. Красивое доказательство свойства ортоцентра остроугольного треугольника

Геометрия Высоты BM и CK остроугольного треугольника ABC пересекаются в точке H. Докажите, что точкиСкачать

Геометрия Высоты BM и CK остроугольного треугольника ABC пересекаются в точке H. Докажите, что точки
Поделиться или сохранить к себе:
ФигураРисунокОписание
Остроугольный треугольникВ остроугольном треугольнике высоты пересекаются
Прямоугольный треугольникВ остроугольном треугольнике высоты пересекаются