Най-важното от урока
Четирите точки: M (медиани), L (ъглополовящи), O (симетрали), H (височини).
Разположение: M и L са винаги вътре. За правоъгълен \(\triangle\): H е при правия ъгъл, O е среда на хипотенузата. За тъпоъгълен \(\triangle\): H и O са външни.
Права на Ойлер: Точките H, M, O лежат на една права. Винаги \(HM : MO = 2 : 1\).
Равностранен \(\triangle\): Четирите точки съвпадат: \(M \equiv L \equiv O \equiv H\).
Разположение: M и L са винаги вътре. За правоъгълен \(\triangle\): H е при правия ъгъл, O е среда на хипотенузата. За тъпоъгълен \(\triangle\): H и O са външни.
Права на Ойлер: Точките H, M, O лежат на една права. Винаги \(HM : MO = 2 : 1\).
Равностранен \(\triangle\): Четирите точки съвпадат: \(M \equiv L \equiv O \equiv H\).
Във всеки триъгълник има четири специални точки, в които се пресичат определени важни отсечки:
- Медицентър (M): Пресечна точка на трите медиани.
- Център на вписаната окръжност (L): Пресечна точка на трите ъглополовящи.
- Център на описаната окръжност (O): Пресечна точка на трите симетрали.
- Ортоцентър (H): Пресечна точка на трите височини (или техните продължения).
Ако построим трите медиани в един триъгълник, те винаги ще се пресекат в една и съща точка - медицентъра M.
Как се нарича пресечната точка на трите височини в един триъгълник?
Отговор: Ортоцентър (H).
Разположението на точките O и H зависи от вида на триъгълника, докато M и L са винаги вътрешни за него.
- Остроъгълен триъгълник: Всички четири точки (M, L, O, H) са вътрешни.
- Правоъгълен триъгълник:
- Ортоцентърът H съвпада с върха на правия ъгъл.
- Центърът на описаната окръжност O е средата на хипотенузата.
- Тъпоъгълен триъгълник: Ортоцентърът H и центърът на описаната окръжност O са външни за триъгълника.
В триъгълник с ъгли \(30^\circ, 60^\circ, 90^\circ\), ортоцентърът се намира във върха с ъгъл \(90^\circ\).
Ако центърът на описаната окръжност O на даден триъгълник е извън него, какъв е видът на триъгълника?
Отговор: Тъпоъгълен.
Във всеки триъгълник ортоцентърът (H), медицентърът (M) и центърът на описаната окръжност (O) лежат на една права. Тази права се нарича права на Ойлер.
Медицентърът M винаги се намира между H и O и дели отсечката HO в отношение \(HM : MO = 2 : 1\).
\[ \vec{OM} = \frac{1}{3} \vec{OH} \]
Това векторно равенство показва, че точките лежат на една права и M дели HO в отношение 2:1.
Ако разстоянието от ортоцентъра H до медицентъра M е 10 cm, то разстоянието от медицентъра M до центъра на описаната окръжност O ще бъде \(10 : 2 = 5\) cm. Цялата отсечка HO ще бъде \(10 + 5 = 15\) cm.
Разстоянието между ортоцентъра H и центъра на описаната окръжност O в един триъгълник е 9 cm. Намерете дължините на отсечките HM и MO.
От отношението \(HM : MO = 2 : 1\), можем да запишем \(HM = 2x\) и \(MO = x\).
\(HM + MO = HO \implies 2x + x = 9 \implies 3x = 9 \implies x = 3\).
Отговор: \(MO = 3\) cm и \(HM = 2 \cdot 3 = 6\) cm.
\(HM + MO = HO \implies 2x + x = 9 \implies 3x = 9 \implies x = 3\).
Отговор: \(MO = 3\) cm и \(HM = 2 \cdot 3 = 6\) cm.
Равностранен триъгълник: Всичките четири забележителни точки съвпадат в една ( \(M \equiv L \equiv O \equiv H\) ), защото медианите, ъглополовящите, симетралите и височините към всяка страна съвпадат.
Равнобедрен триъгълник: Всичките четири забележителни точки лежат на височината (която е и медиана, и ъглополовяща, и симетрала) към основата.
В равнобедрен \(\triangle ABC\) с основа AB, точките M, L, O, H лежат на височината \(CC_1\).
Даден е триъгълник, в който медицентърът и ортоцентърът съвпадат. Какъв е видът на триъгълника?
Отговор: Равностранен. Ако две от забележителните точки съвпадат, то и четирите съвпадат, което е свойство само на равностранния триъгълник.
Задачи за упражнение
Лесна: Коя забележителна точка е винаги на равни разстояния от трите страни на триъгълника?
Отговор: Центърът на вписаната окръжност (L), тъй като по определение той е център на окръжност, допираща се до трите страни.
Средна: В \(\triangle ABC\), медицентърът M се намира на разстояние 4 cm от центъра на описаната окръжност O. Намерете разстоянието между ортоцентъра H и центъра O.
Знаем, че \(HM:MO = 2:1\). Дадено е, че \(MO = 4\) cm.
Тогава \(HM = 2 \cdot MO = 2 \cdot 4 = 8\) cm.
Цялото разстояние \(HO = HM + MO = 8 + 4 = 12\) cm.
Отговор: 12 cm.
Тогава \(HM = 2 \cdot MO = 2 \cdot 4 = 8\) cm.
Цялото разстояние \(HO = HM + MO = 8 + 4 = 12\) cm.
Отговор: 12 cm.
Трудна: Центърът на описаната окръжност O на \(\triangle ABC\) лежи на страната AB. Какъв е видът на триъгълника? Къде се намира неговият ортоцентър H? На коя отсечка лежи правата на Ойлер?
1. Щом центърът на описаната окръжност O лежи на страна, значи тази страна е диаметър, а триъгълникът е правоъгълен с хипотенуза AB и прав ъгъл при върха C.
2. Ортоцентърът H в правоъгълен триъгълник съвпада с върха на правия ъгъл, т.е. H \(\equiv\) C.
3. Правата на Ойлер минава през O (средата на AB), H (върха C) и M (медицентъра). Следователно, тя съвпада с медианата към хипотенузата \(CM\).
2. Ортоцентърът H в правоъгълен триъгълник съвпада с върха на правия ъгъл, т.е. H \(\equiv\) C.
3. Правата на Ойлер минава през O (средата на AB), H (върха C) и M (медицентъра). Следователно, тя съвпада с медианата към хипотенузата \(CM\).