直角三角形
直角三角形
有一个角为直角的三角形称为直角三角形(英语:right triangle)。在直角三角形中,直角相邻的两条边称为直角边。直角所对的边称为斜边。直角三角形直角所对的边也叫作「弦」。若两条直角边不一样长,短的那条边叫作「勾」,长的那条边叫作「股」。
直角三角形满足毕氏定理(勾股定理),即两直角边边长的平方和等于斜边长的平方。直角三角形各边和角之间的关系也是三角学的基础。
直角三角形的外心是斜边中点;其垂心是直角顶点。
若直角三角形的三边均为整数,称为毕氏三角形,其边长称为勾股数。
埃及将边长比例为3:4:5的直角三角形称为埃及三角形。
主要性质.
面积.
和其他三角形相同,直角三角形的面积等于任一边(底边)乘以对应高的一半。在直角三角形中.若以一股(直角边)为底边,另一股即为对应的高,因此面积为二股直角边乘积的一半,面积"T"的公式为
formula_1
其中"a"和"b"是直角三角形的二股。
若内切圆和斜边AB相切于P点,令半周长formula_2为"s",则formula_3且formula_4,面积可表示为
formula_5
此公式只适用在直角三角形。
高.
若在直角三角形有直角的顶点处作往斜边的高,可以将三角形切割成二个较小的三角形,两者均和原三角形相似,且二个小三角形彼此相似。因此:
若以方程式表示
formula_6(有时称为直角三角形高定理)
formula_7
formula_8
其中formula_9, formula_10, formula_11, formula_12, formula_13, formula_14均如图所示:p.156。
三角形的面积等于底边乘高除二,也等于二股乘积除二,两者相等,因此
formula_15。
斜边上的高和两股还有以下的关系。
formula_16
勾股定理.
勾股定理也称为毕氏定理,内容如下:
在任意直角的三角形中,边长等于斜边的正方形,其面积等于边长等于两股的二个正方形的和
可以表示为以下的公式表示
formula_17
其中formula_11为斜边长,而formula_9和formula_10为剩下二股的长度。
内切圆及外接圆.
直角三角形的二股长度为formula_9和formula_10,斜边长度为formula_11,内切圆的半径为
formula_24
外接圆的半径为斜边的一半
formula_25
直角三角形的任一股可以用内切圆半径和另一股长度表示:
formula_26
性质.
一三角形formula_27,其各边为formula_28、formula_29、面积formula_30、斜边的高formula_31、外接圆半径formula_32、内切圆半径formula_33、旁切圆半径formula_34, formula_35, formula_36(分别和formula_9, formula_10, formula_11边相切)、中线formula_40, formula_41, formula_42,此三角形为直角三角形若且唯若以下六类的叙述中有任何一个成立。以下的叙述也是直角三角形的性质。
各边的比例.
锐角的三角函数可以用直角三角形各边的比例来定义。针对一特定锐角,可以绘制一直角三角形,各边分别是此锐角的对边、邻边及斜边。所有有相同大小锐角的直角三角形都为相似形,因此依照上面的定义,各边的比例只和此锐角的角度有关。若一角度formula_68,其对边、邻边及斜边分别是formula_9, formula_10及formula_31,则其三角函数为:
formula_72
特殊的直角三角形.
特定角度的三角函数可以计算其精确值,因此对应直角三角形的各边比例也可以得知。例如像30°-60°-90°三角形,可以用来计算角度为π/6倍数的三角函数,以及45°-45°-90°三角形,可以用来计算角度为π/4倍数的三角函数,这些都属于特殊直角三角形。
泰勒斯定理.
泰勒斯定理提到若"A"点是直径的"BC"的一圆上的一点,且不和"B"点及"C"点共点,"ABC"为直角三角形,角"A"为直角。其逆定理为若一三角形内接于一圆,则其斜边长度即为该圆的直径。因此可以推论由直角顶边到斜边的中线(外接圆半径)为斜边的一半。而直角三角形外接圆的半径为直角顶边到斜边的中线长.也是直径的一半。
中线.
直角三角形的中线长和内切圆半径满足以下的公式:
formula_73
因为直角三角形斜边的中线长是斜边的一半,会将直角三角形分为二个等腰三角形。
不同平均和黄金比例的关系.
令formula_74、formula_75和formula_47是二个正整数formula_9和formula_10(formula_79)的调和平均、几何平均及算术平均。若一直角三角形的二股为"formula_74"和"formula_75",其斜边为"formula_47",则
formula_83
及
formula_84
其中formula_85为黄金比例formula_86
其他性质.
若长度为formula_87及formula_88,通过顶点的线段,将斜边分为三等分,则:pp. 216-217
formula_89。
除直角三角形以外的三角形都可以找到三个相异的内接正方形,但直角三角形只能找到二个相异的内接正方形。
令formula_31和formula_91(formula_92)为一斜边长为formula_11的直角三角形的二个内接正方形边长,则
formula_94
直角三角形的周长等于内切圆及三个旁切圆的半径和。