Правильний трикутник | |
---|---|
Тип | Правильний багатокутник |
Властивості | Опуклий, рівносторонній |
Елементи | 3 ребра 3 вершини |
Позначення | |
Символ Шлефлі | {3} |
Діаграма Коксетера-Динкіна | або (x3o) |
Група симетрії | D3, порядок 6 (Діедральна група) |
Двоїстий | Самодвоїстий |
Правильний трикутник (тригон від грец. τρεῖς - три та γωνία -кут) — трикутник, у якого всі сторони і кути рівні. Тому його також називають рівностороннім трикутником.
Також, правильний трикутник — геометрична фігура, правильний багатокутник з трьома сторонами.
Усі внутрішні кути правильного трикутника дорівнюють 60° (або 3 радіан).
Правильний трикутник має три ліній дзеркальної симетрії, що проходять через його висоти, і обертову симетрію 3-го порядку навколо центра О (на кути 60°, 120° і 360°), тобто група рухів (самосуміщень) площини для правильного трикутника складається з 6 елементів.
Формули Редагувати
Нехай сторона правильного трикутника дорівнює . Тоді:
Периметр: ;
Висота трикутника ‒ відстань від вершини до протилежної сторони: ;
Апофема ‒ відстань від центру до сторони:
Радіус вписаного кола (дотикається до всіх його сторін):
;
Радіус описаного кола ‒ проходить через всі його вершини:
Радіус зовнівписаного кола ‒ дотикається до сторони та продовження двох інших сторін:
Площа правильного трикутника:
Усі ці формули можна вивести з теореми Піфагора.
Властивості Редагувати
- Правильний трикутник має всі властивості, притаманні правильному багатокутнику та трикутнику.
- Правильний трикутник є одночасно і рівностороннім і рівнокутним (за визначенням).
- В правильному трикутнику його висоти співпадають з його медіанами та бісектрисами кутів. Висоти, медіани та бісектриси перетинаються в одній точці - центрі правильного трикутника, яка лежить на його висоті на відстані 13 h від основи, тобто точкою перетину діляться у відношенні від основи.
- Центри вписаного та описаного кола співпадають і лежать в центрі правильного трикутника.
- В правильному трикутнику всі чудові точки трикутника знаходяться в його геометричному центрі. Це означає, що рівносторонній трикутник є єдиним трикутником, у якого немає лінії Ейлера.
- Трикутник є рівностороннім, якщо співпадають будь-які два з його центрів:центр описаного кола, інцентр (центр вписаного кола), центроїд або ортоцентр.
- Він також є рівностороннім, якщо його центр описаного кола збігається з точкою Наґеля або якщо його центр вписаного кола збігається з центром кола дев’яти точок.
- В правильному трикутнику коло дев'яти точок збігається з вписаним колом.
- Правильні трикутники є гранями для 8 опуклих багатогранників: трьох тіл Платона (правильного тетраедра, октаедра та ікосаедра), а також п'яти тіл Джонсона. Багатогранники, всі грані яких - правильні трикутники, називаються дельтаедрами.
- Також правильний трикутник є гранню для одного тіла Кеплера-Пуансо, а саме великого ікосаедра.
- Правильний трикутник ‒ один із двох правильних багатокутників, що не має зірчастої форми; інший — квадрат.
- Правильними трикутниками можна замостити площину без проміжків та накладень. Також в усіх напівправильних мозаїках[en] присутній рівносторонній трикутник .
- Правильний трикутник є першим в нескінченній родині правильних багатокутників, та третім в нескінченному сімействі n- симплексів, при n = 2.
Теореми, пов'язані з правильним трикутником Редагувати
У будь-якому рівносторонньому трикутнику ABC сума відстаней від будь-якої внутрішньої точки трикутника до його сторін дорівнює висоті трикутника. |
Точки перетину суміжних трисектрис кутів довільного трикутника є вершинами рівностороннього трикутника. |
Якщо на кожній стороні трикутника побудувати рівносторонній трикутник (або всі три назовні, або всі три всередину), то їхні центри будуть вершинами іншого рівностороннього трикутника. |
Для довільного рівностороннього трикутника та довільної точки в його площині відрізки , та є сторонами трикутника (можливо, виродженого). |
- Теореми Тебо 2 и 3
- Для будь-якого трикутника три медіани ділять трикутник на шість менших трикутників.
- Трикутник є рівностороннім тоді і тільки тоді, коли будь-які три менших трикутника мають однаковий периметр або однаковий радіус.
- Трикутник є рівностороннім тоді і тільки тоді, коли центри описаного кола будь-яких трьох менших трикутників знаходяться на однаковій відстані від центроїда.
- На плошині дано трикутник і довільну точку P.
, , ‒ відстані від точки P до сторін трикутника; , , ‒ відстані від точки P до вершин трикутника.
Трикутник є рівностороннім тоді і тільки тоді, коли для кожної точки P площини виконується нерівність:
Геометрична побудова Редагувати
Рівносторонній трикутник можна накреслити за допомогою циркуля та лінійки. Для цього необхідно виконати такі дії:
- Провести пряму та поставити на неї циркуль гострим кінцем;
- Провести коло;
- Поставити циркуль в одну із точок перетину кола та прямої, провести ще одне коло такого ж радіусу;
- З'єднати прямими центри кіл та точку перетину цих кіл.
Альтернативний спосіб:
- Накреслити коло довільного радіусу;
- Поставити циркуль на це коло і накреслити ще одне коло такого ж радіусу;
- Ці два кола перетинаються в двох точках, кожна з точок перетину разом із центрами кіл утворюють правильні трикутники.
Див. також Редагувати
Примітки Редагувати
- Yiu, Paul (1998). Notes on Euclidean Geometry. Florida Atlantic University, Department of Mathematical Sciences (Course Notes).
- Andreescu, Titu; Andrica, Dorian (2006). Complex Numbers from A to...Z. Boston, MA: Birkhäuser. с. 70, 113–115. ISBN 978-0-8176-4449-9. OCLC 871539199. doi:10.1007/0-8176-4449-0.
- Grünbaum Branko; Shepard Geoffrey (November 1977). Tilings by Regular Polygons. Mathematics Magazine (Taylor & Francis, Ltd.) 50 (5): 231–234. JSTOR 2689529. MR 1567647. Zbl 0385.51006. doi:10.2307/2689529.
- H. S. M. Coxeter (1948). Regular Polytopes. London: Methuen & Co. LTD. с. 120–121. OCLC 4766401. Zbl 0031.06502.
- ↑ Cerin, Zvonko (2004). The vertex-midpoint-centroid triangles. Forum Geometricorum 4: 97–109.
- Inequalities proposed in "Crux Mathematicorum".
Джерела Редагувати
- Бевз Г. П. Геометрія трикутника. — К.: Генеза, 2005. —120 с.: іл. — ISBN 966-504491-1
- Рівносторонній трикутник: означення, властивості, приклади