Теорема. Сумма внутренних углов треугольника равна двум прямым углам.
Возьмём какой-нибудь треугольник AВС (рис. 208). Обозначим его внутренние углы цифрами 1, 2 и 3. Докажем, что
∠1 + ∠2 + ∠3 = 180°.
Проведём через какую-нибудь вершину треугольника, например В, прямую МN параллельно АС.
При вершине В мы получили три угла: ∠4, ∠2 и ∠5. Их сумма составляет развёрнутый угол, следовательно, она равна 180°:
∠4 + ∠2 + ∠5 = 180°.
Но ∠4 = ∠1 - это внутренние накрест лежащие углы при параллельных прямых МN и АС и секущей АВ.
∠5 = ∠3 - это внутренние накрест лежащие углы при параллельных прямых МN и АС и секущей ВС.
Значит, ∠4 и ∠5 можно заменить равными им ∠1 и ∠3.
Следовательно, ∠1 + ∠2 + ∠3 = 180°. Теорема доказана.
2. Свойство внешнего угла треугольника.
Теорема. Внешний угол треугольника равен сумме двух внутренних углов, не смежных с ним.
В самом деле, в треугольнике ABC (рис. 209) ∠1 + ∠2 = 180° - ∠3, но и ∠ВСD, внешний угол этого треугольника, не смежный с ∠1 и ∠2, также равен 180° - ∠3.
Таким образом:
∠1 + ∠2 = 180° - ∠3;
∠BCD = 180° - ∠3.
Следовательно, ∠1 + ∠2= ∠BCD.
Выведенное свойство внешнего угла треугольника уточняет содержание ранее доказанной теоремы о внешнем угле треугольника, в которой утверждалось только, что внешний угол треугольника больше каждого внутреннего угла треугольника, не смежного с ним; теперь же устанавливается, что внешний угол равен сумме обоих внутренних углов, не смежных с ним.
3. Свойство прямоугольного треугольника с углом в 30°.
Теорема. Катет прямоугольного треугольника, лежащий против угла в 30°, равен половине гипотенузы.Пусть в прямоугольном треугольнике АСВ угол В равен 30° (рис. 210). Тогда другой его острый угол будет равен 60°.
Докажем, что катет АС равен половине гипотенузы АВ. Продолжим катет АС за вершину прямого угла С и отложим отрезок СМ, равный отрезку АС. Точку М соединим с точкой В. Полученный треугольник ВСМ равен треугольнику АСВ. Мы видим, что каждый угол треугольника АВМ равен 60°, следовательно, этот треугольник - равносторонний.
Катет АС равен половине АМ, а так как АМ равняется АВ, то катет АС будет равен половине гипотенузы АВ.
Теорема о сумме внутренних углов треугольника
Сумма углов треугольника равна 180°.
Доказательство:
- Дан треугольник АВС.
- Через вершину B проведем прямую DK параллельно основанию AC.
- \angle CBK= \angle C как внутренние накрест лежащие при параллельных DK и AC, и секущей BC.
- \angle DBA = \angle A внутренние накрест лежащие при DK \parallel AC и секущей AB. Угол DBK развернутый и равен
- \angle DBK = \angle DBA + \angle B + \angle CBK
- Так как развернутый угол равен 180 ^\circ , а \angle CBK = \angle C и \angle DBA = \angle A , то получим 180 ^\circ = \angle A + \angle B + \angle C.
Теорема доказана
Следствия из теоремы о сумме углов треугольника:
- Сумма острых углов прямоугольного треугольника равна 90° .
- В равнобедренном прямоугольном треугольнике каждый острый угол равен 45° .
- В равностороннем треугольнике каждый угол равен 60° .
- В любом треугольнике либо все углы острые, либо два угла острые, а третий - тупой или прямой.
- Внешний угол треугольника равен сумме двух внутренних углов, не смежных с ним.
Теорема о внешнем угле треугольника
Внешний угол треугольника равен сумме двух оставшихся углов треугольника, не смежных с этим внешним углом
Доказательство:
- Дан треугольник АВС, где ВСD - внешний угол.
- \angle BAC + \angle ABC +\angle BCA = 180^0
- Из равенств угол \angle BCD + \angle BCA = 180^0
- Получаем \angle BCD = \angle BAC+\angle ABC.
То, что «Сумма углов любого треугольника в Эвклидовой геометрии равна 180 градусов» можно просто запомнить. Если запомнить не просто, можно провести парочку экспериментов для лучшего запоминания.
Эксперимент первый
Начертите на листе бумаги несколько произвольных треугольников, например:
- с произвольными сторонами;
- равнобедренный треугольник;
- прямоугольный треугольник.
Обязательно пользуйтесь линейкой. Теперь нужно вырезать полученные треугольники, делая это ровно по начерченным линиям. Закрасьте углы каждого треугольника цветным карандашом или фломастером. Например, в первом треугольники все углы будут красными, во втором - синими, третьем – зелеными. http://bit.ly/2gY4Yfz
От первого треугольника отрежьте все 3 угла и вершинами соедините их в одно точке, так, чтобы ближайшие стороны каждого угла соединялись. Как видно, три угла треугольника образовали развернутый угол, который равен 180 градусов. То же самое проделайте с двумя другими треугольниками – результат будет тот же. http://bit.ly/2zurCrd
Эксперимент второй
Чертим произвольный треугольник ABC. Выбираем любую вершину (например, C) и через нее проводим прямую DE, параллельную противоположной стороне (AB). http://bit.ly/2zbYNzq
Получаем следующее:
- Углы BAC и ACD равны, как внутренние накрестлежащие относительно AC;
- Углы ABC и BCE равны, как внутренние накрестлежащие относительно BC;
- Видим, что углы 1, 2 и 3 – углы треугольника, соединенные в одной точке образовали развернутый угол DCE, который равен 180 градусов.
Теорема о сумме углов треугольника гласит, что сумма всех внутренних углов любого треугольника равна 180°.
Пусть внутренние углы треугольника равны a, b и c, тогда:
a + b + c = 180°.
Из данной теории можно сделать вывод, что сумма всех внешних углов любого треугольника равна 360°. Так как внешний угол является смежным углом с внутренним, то их сумма равна 180°. Пусть внутренние углы треугольника равны a, b и c, тогда внешние углы при этих углах равна 180° - a, 180° - b и 180° - c.
Найдем сумму внешних углов треугольника:
180° - a + 180° - b + 180° - c = 540° - (a + b + c) = 540° - 180° = 360°.
Ответ: сумма внутренних углов треугольника равна 180°; сумма внешних углов треугольника равна 360°.
“Скажи мне – и я забуду,
Покажи мне – и я запомню,
Вовлеки меня – и я научусь”
Восточная пословица
Цель: Доказать теорему о сумме углов треугольника, упражнять в решении задач, используя данную теорему, развивать познавательную деятельность учащихся, используя дополнительный материал из разных источников, воспитывать умение слушать других.
Оборудование: Транспортир, линейка, модели треугольников, полоска настроения.
ХОД УРОКА
1. Организационный момент.
Отметьте на ленте настроения свое состояние на начало урока.
2. Повторение.
Повторить понятия, которые будут использованы при доказательстве теоремы: свойства углов при параллельных прямых, определение развернутого угла, градусная мера развернутого угла.
3. Новый материал.
3.1. Практическая работа.
У каждого ученика находятся три модели треугольника: остроугольный, прямоугольный и тупоугольный. Предлагается измерить углы треугольника и найти их сумму. Проанализировать результат. Могут получиться значения 177, 178, 179, 180, 181, 182, 183 градуса. Посчитайте среднее арифметическое (=180°) Предлагается вспомнить, когда углы имеют градусную меру 180 градусов. Ученики вспоминают, что это развернутый угол и сумма односторонних углов.
Давайте попробуем получить сумму углов треугольника используя оригами.
Историческая справка
Оригами (яп., букв.: “сложенная бумага”) - древнее искусство складывания фигурок из бумаги. Искусство оригами своими корнями уходит в древний Китай, где и была открыта бумага.
3.2. Доказательство теоремы из учебника Атанасяна Л.С.
Теорема о сумме углов треугольника.
Докажем одну из важнейших теорем геометрии – теорему о сумме углов треугольника.
Теорема. Сумма углов треугольника равна 180°.
Доказательство. Рассмотрим произвольный треугольник ABC и докажем, что A + B + C= 180°.
Проведем через вершину В прямую а, параллельную стороне АС. Углы 1 и 4 являются накрест лежащими углами при пересечении параллельных прямых а и АС секущей АВ, а углы 3 и 5 - накрест лежащими углами при пересечении тех же параллельных прямых секущей ВС. Поэтому угол 4 равен углу 1, угол 5 равен углу 3.
Очевидно, сумма углов 4, 2 и 5 равна развернутому углу с вершиной В, т. е. угол 4+угол 2+угол 5=180°. Отсюда, учитывая предыдущие равенства, получаем: угол 1 + угол 2+ угол 3= 180°, или A + B+ C=180°. Теорема доказана.
3.3. Доказательство теоремы из учебника Погорелова А. В.
Доказать: A + B + C = 180 °
Доказательство:
1. Проведем через вершину B прямую BD // AC
2. DBC=ACB, как накрест лежащие при AC//BD и секущей BC.
3. ABD =ACB +CBD
Отсюда, A + B+C = ABD+BAC
4. ABD и BAC – односторонние при BD // AC и секущей AB, значит их сумма равна 180 ° , т.е. А+B + C=180 ° , что и требовалось доказать.
3. 4. Доказательство теоремы из учебника Киселева А.Н., Рыбкина Н.А.
Дано: АВС
Доказать: А+B +C=180 °
Доказательство:
1. Продолжим сторону АС. Проведем СЕ//АВ
2. А=ЕСД, как соответственные при АВ//СЕ и АД - секущей
3. В=ВСЕ, как накрест лежащие при АВ//СЕ и ВС - секущей.
4. ЕСД+ВСЕ+С=180 ° , значит А + В + С = 180 ° , что и требовалось доказать.
3.5. Следствия 1. В любом треугольнике все углы острые, либо два угла острых, а третий тупой или прямой.
Следствие 2.
Внешний угол треугольника равен сумме двух других углов треугольника, не смежных с ним.
3.6. Теорема позволяет классифицировать треугольники не только по сторонам, но и по углам.
| Вид треугольника | Равнобедренный | Равносторонний | Разносторонний |
| прямоугольный |  |
||
| тупоугольный |  |
||
| остроугольный |
4. Закрепление.
4.1. Решение задач по готовым чертежам.
Найти неизвестные углы треугольника.
4.2. Проверка знаний.
1. В завершении нашего урока, ответьте на вопросы:
Существуют ли треугольники с углами:
а) 30, 60, 90 градусов,
b) 46, 4, 140 градусов,
с) 56, 46, 72 градуса?
2. Может ли в треугольнике быть:
а) два тупых угла,
b) тупой и прямой углы,
с) два прямых угла?
3. Определить вид треугольника, если один угол – 45 градусов, другой – 90 градусов.
4. В каком треугольнике сумма углов больше: в остроугольном, тупоугольном или прямоугольном?
5. Можно ли измерить углы любого треугольника?
Это вопрос-шутка, т.к. существует Бермудский треугольник, находящийся в Атлантическом океане между Бермудскими островами, государством Пуэрто-Рико и полуостровом Флорида, у которого невозможно измерить углы. (Приложение 1)
5. Итог урока.
Отметьте на ленте настроения свое состояние на конец урока.
Домашнее задание.
П. 30–31; № 223 а, б; № 227 а; рабочая тетрадь № 116, 118.
Предварительные сведения
Вначале рассмотрим непосредственно понятие треугольника.
Определение 1
Треугольником будем называть геометрическую фигуру, которая составлена из трех точек, соединенных между собой отрезками (рис. 1).
Определение 2
Точки в рамках определения 1 будем называть вершинами треугольника.
Определение 3
Отрезки в рамках определения 1 будем называть сторонами треугольника.
Очевидно, что любой треугольник будет иметь 3 вершин, а также три стороны.
Теорема о сумме углов в треугольнике
Введем и докажем одну из основных теорем, связанную с треугольников, а именно теорему о сумме углов в треугольнике.
Теорема 1
Сумма углов в любом произвольном треугольнике равняется $180^\circ$.
Доказательство.
Рассмотрим треугольник $EGF$. Докажем, что сумма углов в этом треугольнике равняется $180^\circ$. Сделаем дополнительное построение: проведем прямую $XY||EG$ (рис. 2)
Так как прямые $XY$ и $EG$ параллельны, то $∠E=∠XFE$ как накрест лежащие при секущей $FE$, а $∠G=∠YFG$ как накрест лежащие при секущей $FG$
Угол $XFY$ будет развернутым, следовательно, равняется $180^\circ$.
$∠XFY=∠XFE+∠F+∠YFG=180^\circ$
Следовательно
$∠E+∠F+∠G=180^\circ$
Теорема доказана.
Теорема о внешнем угле треугольника
Еще одной теоремой о сумме углов для треугольника можно считать теорему о внешнем угле. Для начала введем это понятие.
Определение 4
Внешним углом треугольника будем называть такой угол, который будет смежным с каким-либо углом треугольника (рис. 3).
Рассмотрим теперь непосредственно теорему.
Теорема 2
Внешний угол треугольника равняется сумме двух углов треугольника, которые не являются смежным для него.
Доказательство.
Рассмотрим произвольный треугольник $EFG$. Пусть он имеет внешний угол треугольника $FGQ$ (рис. 3).
По теореме 1 ,будем иметь, что $∠E+∠F+∠G=180^\circ$, следовательно,
$∠G=180^\circ-(∠E+∠F)$
Так как угол $FGQ$ внешний, то он смежен с углом $∠G$, тогда
$∠FGQ=180^\circ-∠G=180^\circ-180^\circ+(∠E+∠F)=∠E+∠F$
Теорема доказана.
Пример задач
Пример 1
Найти все углы треугольника, если он является равносторонним.
Так как у равностороннего треугольника все стороны равны, то будем иметь, что и все углы в нем также равны между собой. Обозначим их градусные меры через $α$.
Тогда, по теореме 1 будем получать
$α+α+α=180^\circ$
Ответ: все углы равняются по $60^\circ$.
Пример 2
Найти все углы равнобедренного треугольника, если один его угол равняется $100^\circ$.
Введем следующие обозначения углов в равнобедренном треугольнике:
Так как нам не дано в условии, какой именно угол равняется $100^\circ$, то возможны два случая:
Угол, равный $100^\circ$ - угол при основании треугольника.
По теореме об углах при основании равнобедренного треугольника получим
$∠2=∠3=100^\circ$
Но тогда только их сумма будет больше, чем $180^\circ$, что противоречит условию теоремы 1. Значит, этот случай не имеет места.
Угол, равный $100^\circ$ - угол между равными сторонами, то есть
