Strona główna›Kalkulator matematyczny›Trójkąt (z boków)

Kalkulator trójkąta

  • Pole wzorem Herona - bez znajomości wysokości
  • Wszystkie kąty z twierdzenia cosinusów - i klasyfikacja trójkąta
  • Sprawdzenie nierówności trójkąta - powie, gdy taka figura nie istnieje

Trójkąty to fundament całej planimetrii - przerób ten dział z AjkaMat na pełnym kursie wideo.

Geometria płaska - kurs podstawowy
Matematyka w szkole Geometria płaska - kurs podstawowy
  • 55 lekcji wideo - cała geometria płaska od podstaw
  • Trójkąty, czworokąty, okręgi, pola i obwody
  • Zadania maturalne rozwiązywane krok po kroku
Zobacz kurs
Planimetria - kurs rozszerzony
Matematyka w szkole Planimetria - kurs rozszerzony
  • 25 lekcji wideo na poziomie rozszerzonym
  • Twierdzenie sinusów i cosinusów, pole trójkąta, podobieństwo
  • Okręgi wpisane i opisane, dowodzenie w planimetrii
Zobacz kurs
Geometria na płaszczyźnie - zadania maturalneZadania z planimetrii z rozwiązaniami, za darmo

Wpisujesz trzy długości boków $a$, $b$ i $c$ i klikasz Policz. Możesz też skorzystać z gotowych przykładów pod przyciskiem - są wśród nich trójkąt prostokątny $3, 4, 5$, równoboczny i rozwartokątny, więc od razu widać, jak zmienia się klasyfikacja.

Kalkulator liczy obwód, pole wzorem Herona oraz wszystkie trzy kąty z twierdzenia cosinusów, a poniżej podaje klasyfikację - jednocześnie ze względu na boki (różnoboczny, równoramienny, równoboczny) i na kąty (ostrokątny, prostokątny, rozwartokątny).

Rysunek po lewej to trójkąt w rzeczywistych proporcjach, z automatycznie dopasowanym widokiem. Jeśli podane długości nie spełniają nierówności trójkąta, kalkulator nie narysuje niczego i powie wprost, że taka figura nie istnieje - warto sprawdzić to na przykład dla $1, 2, 5$.

Przycisk „Krok po kroku" rozpisuje całe rozwiązanie: sprawdzenie nierówności trójkąta, obwód i połowę obwodu, pole z wzoru Herona, oba kąty z twierdzenia cosinusów, trzeci kąt z sumy $180^\circ$ i na koniec klasyfikację.

Trzy długości boków wyznaczają trójkąt jednoznacznie - to cecha przystawania bok-bok-bok. Dlatego z samych $a$, $b$, $c$ da się policzyć wszystko inne: pole, wszystkie kąty, promienie okręgów. Nie potrzeba do tego żadnej wysokości ani kąta.

Nierówność trójkąta

Zanim cokolwiek policzymy, trzeba sprawdzić, czy taki trójkąt w ogóle istnieje. Warunek jest jeden: suma dwóch krótszych boków musi być większa od najdłuższego. Gdy jest równa - punkty leżą na jednej prostej i trójkąt się „spłaszcza"; gdy mniejsza - boki po prostu się nie zejdą.

Wzór Herona

$P = \sqrt{s(s-a)(s-b)(s-c)}$, gdzie $s = \dfrac{a+b+c}{2}$ to połowa obwodu. Ten wzór liczy pole wyłącznie z długości boków - i właśnie dlatego jest tak wygodny, gdy nie znamy żadnej wysokości. Zauważ, że przy złamanej nierówności trójkąta jeden z czynników $(s-a)$, $(s-b)$, $(s-c)$ robi się ujemny i pierwiastek przestaje istnieć - wzór sam sygnalizuje, że figury nie ma.

Twierdzenie cosinusów

$a^2 = b^2 + c^2 - 2bc\cos\alpha$ - uogólnienie twierdzenia Pitagorasa na dowolny trójkąt. Dla $\alpha = 90^\circ$ cosinus się zeruje i zostaje zwykłe $a^2 = b^2 + c^2$. Przekształcając wzór, wyliczamy kąt z boków: $\cos\alpha = \dfrac{b^2 + c^2 - a^2}{2bc}$. Znak wyniku od razu zdradza rodzaj kąta - ujemny cosinus oznacza kąt rozwarty.

Klasyfikacja

Ze względu na boki: różnoboczny (wszystkie różne), równoramienny (dwa równe), równoboczny (wszystkie równe). Ze względu na kąty: ostrokątny (wszystkie kąty ostre), prostokątny (jeden prosty), rozwartokątny (jeden rozwarty). O rodzaju decyduje wyłącznie kąt największy, a ten zawsze leży naprzeciw najdłuższego boku.

Skrót bez liczenia kątów

Rodzaj trójkąta można rozpoznać samym porównaniem kwadratów, gdzie $c$ to bok najdłuższy: gdy $a^2 + b^2 = c^2$ - prostokątny, gdy $a^2 + b^2 \gt c^2$ - ostrokątny, a gdy $a^2 + b^2 \lt c^2$ - rozwartokątny. To po prostu twierdzenie cosinusów przepisane na znaki.

Inne wzory na pole

Wzór Herona to nie jedyna droga. Gdy znamy dwa boki i kąt między nimi, wygodniejsze jest $P = \tfrac{1}{2}ab\sin\gamma$. Gdy znamy promień okręgu opisanego - $P = \dfrac{abc}{4R}$, a gdy wpisanego - $P = r \cdot s$. Wszystkie dają oczywiście ten sam wynik.