Серединный треугольник и прямая Эйлера

Этап 2. Введение нового материала.

Перед введением нового материала выслушивается доклад сделанный учениками по теме урока. В это время остальной класс делает конспект делаемого доклада. После завершения того, как доклад будет заслушан подводятся итоги по полученной информации и делаются выводы самими учениками под руководством учителя. А после этого уже сам учитель дополняет и корректирует материал текущего урока.

На рисунке изображена вписанная окружность, касающаяся сторон ВС, СА и АВ в точках X, Y, Z. Обозначим через x длины отрезков AY и AZ, через y длины отрезков BZ и BX, через z длины отрезков CX и CY.

Почему AY = AZ, BZ = BX, CX = CY?

Они равны. Так как две касательные к окружности, проведенные из внешней точки, равны, и мы получаем, что |AY|=|AZ|, |BZ|=|BX|, |CX|=|CY|.

На рисунке длины этих отрезков обозначены x, y, z так что y + z=a, z + x=b, x + y=c.

Сложим эти равенства. Что получим?

Получим 2x + 2y + 2z = a + b + c = Р, то есть периметр.

Для нужного нам обозначения используем введенное Эйлером обозначение s для полупериметра (от «semiperimetr»), получим 2x + 2y + 2z = a + b + c = 2s, поэтому х + y + z=s, т.е. справедлива

Теорема 4.1: Для треугольника, изображенного на рисунке, выполняются соотношения:

x=s-a,

y=s-b,

z=s-c.

Здесь x, y, z – длины равных отрезков касательных проведенных из точек А, В и С (А, В,С – вершины треугольника АВС) к окружности с центром в точке I и радиусом r, s – полупериметр треугольника АВС.

Дальнейшие рассуждения направлены на рассмотрение и доказательство следующей теоремы.

Рассмотрим треугольник IBC.

Чему равна площадь треугольника IBC с основанием а и высотой r?

Так как треугольник IBC имеет основание а и высоту r, то его площадь равна

А чему равны площади треугольников ICA и IAB?

Какое равенство будет получено, если сложить все три выражения для площадей треугольников IBC, ICA, IAB?

Мы получим: .

Тем самым вы доказали теорему.

Теорема 4.2: Для треугольника, изображенного на рисунке, выполняется соотношение:

SABC = sr.

Площадь треугольника АВС равна произведению полупериметра этого треугольника на радиус вписанной в него окружности.

Учащиеся под руководством учителя выполняют построения, фиксируют алгоритм построения и записывают следующие факты.

Построим произвольный остроугольный треугольник АВС. Продлим каждую из его сторон за вершины треугольника. Введем обозначения для продолжений сторон проведем дополнительные построения: а) построим биссектрисы внутренних треугольника и продлим их за стороны треугольника, б) построим биссектрисы внешних углов треугольника АВС, полученных продлением сторон треугольника за его вершины, в) точки пересечения биссектрис внутренних углов треугольника с соответствующими биссектрисами внешних углов обозначим как на рисунке, г) соединим полученные точки пересечения.

Мы получили изображение треугольника , стороны которого являются биссектрисами внешних углов треугольника АВС. Любая точка на биссектрисе угла В равноудалена от прямых АВ и ВС. Аналогично, любая точка на прямой равноудалена от прямых ВС и СА. Следовательно точка Ia, в которой эти биссектрисы пересекаются, находится на одинаковом расстоянии ra от всех трех сторон. Так как Ia равноудалена от сторон АВ и АС, то она должна принадлежать множеству точек, равноудаленных от этих прямых, то есть она должна лежать на прямой А1, внутренней биссектрисе угла А.

Теорема 4.3: Внешние биссектрисы любых двух углов треугольника конкурентны с внутренней биссектрисой третьего угла.

Для закрепления понимания понятия «конкурентности» у учащихся рекомендуется спросить расшифровку этого понятия.

Окружность с центром в точке Ia радиуса ra, касающаяся всех трех сторон треугольника, является одной из трех вневписанных окружностей. Каждая из вневписанных окружностей касается одной из сторон треугольника внутри, а двух других сторон (продолженных) извне.

Познавательно о обучении:

Игры и упражнения по развитию речи для детей старшего дошкольного возраста
Основной задачей работы с детьми старшего дошкольного возраста по усвоению фонетической стороны речи и правильному произнесению всех звуков родного языка является дальнейшее совершенствование речевого слуха, закрепление навыков четкой, правильной, выразительной речи. Дети могут уже четко дифференци ...

Выявления исходного уровня сформированности представлений детей старшего дошкольного возраста о закономерностях в природе методом экспериментирования
Проанализировав психолого-педагогическую литературу по проблеме формирования представлений детей старшего дошкольного возраста о закономерностях в природе методом экспериментирования, мы решили выявить уровень сформированности представлений детей старшего дошкольного возраста о закономерностях в пр ...

Наука в эпоху казачества
Активный интерес к точными и даже прикладными науками является основным признаком научного процесса того времени. Собственно здесь мы ступаем на совсем малоисследованную территорию с массой укорененных, но уже совершенно устаревших стереотипов со сравнительно скромными трудами в области точных наук ...