Как посчитать площадь треугольника

Что такое площадь треугольника

Математически это выглядит так:

\(S=\frac12a\times h\)

где a — основание треугольника, а h — его высота.

Способы нахождения площади

Но существуют также и другие способы, по которым можно найти S этого многоугольника. Рассмотрим основные из них.

Через две стороны и угол

Если вам известны две стороны любого треугольника и угол между ними, найти площадь можно по формуле:

\(S=\frac12a\times b\times\sin\alpha\)

где a и b — стороны фигуры, а α — угол между ними.

Через радиус описанной окружности и три стороны

Если вам известен радиус окружности, которая описана вокруг вашего треугольника, а также все его стороны, можно вычислить S следующим образом:

\(S=\frac{a\times b\times c}{4\times R}\)

где a, b и c — стороны фигуры, а R — радиус описанной окружности.

Через радиус вписанной окружности и три стороны

В случае, если вам известны все три стороны и радиус вписанной в треугольник окружности, можно найти его площадь по формуле:

\(S=r\times\frac{a+b+c}2\)

где r — радиус вписанной окружности, \(\frac{a+b+c}2\) — полупериметр фигуры.

Таким образом, формулу можно выразить всего двумя множителями:

\(S=r\times p\)

где p — полупериметр треугольника.

Через сторону и два угла

Если в данной фигуры вам известна лишь одна сторона и две прилегающих к ней угла, ее S можно найти следующим образом:

\(S=\frac12\times a^2\times\frac{\sin\alpha\times\sin\beta}{\sin\gamma}\)

причем \(\gamma=180^\circ-(\alpha+\beta)\)

Для прямоугольного треугольника

В случае треугольника с прямым углом формулы для нахождения площади будут немного отличаться. Найти S можно будет несколькими способами.

По двум сторонам

Если вам известны оба катета данной фигуры, рассчитать S можно умножив их друг на друга, а потом разделив на пополам:

\(S=\frac{a\times b}2\)

где a и b — катеты прямоугольного треугольника.

Через гипотенузу и острый угол

Зная длину гипотенузы и величину одного из острых углов, мы можем найти один из его катетов по определению косинуса. И уже потом можем использовать формулу для нахождения площади треугольника через две стороны и синус угла между ними.

Начнем с поиска катета:

\(\cos\left(\alpha\right)=\frac ac\)

\(a=c\times\cos\left(\alpha\right)\)

где c — гипотенуза треугольника, a — его катет, а α —  угол между ними.

Подставляем получившееся значение в формулу \(S=\frac12a\times c\times\sin\alpha\), получается:

\(S=c^2\times\cos\left(\alpha\right)\times\sin\left(\alpha\right)\)

Через катет и прилежащий угол

В этом случае нужно будет использовать следующую формулу:

\(S=\frac12\times a^2\times\tan\left(\alpha\right)\)

Через радиус вписанной окружности и гипотенузу

Зная радиус вписанной в данную фигуру окружности и гипотенузу, мы можем использовать следующее уравнение для расчета:

\(S=r\times(r+c)\)

где r — радиус вписанной окружности, c — гипотенуза.

Через вписанную окружность

Радиус, опущенный в точку касания окружности и гипотенузы прямоугольного треугольника, делит эту гипотенузу на неравные отрезки. Если нам известны величины этих отрезков, мы можем найти площадь фигуры по формуле:

\(S=с_1\times с_2\)

где \(с_1\) и \(с_2\) — неравные отрезки гипотенузы.

По формуле Герона

Если мы знаем длины всех сторон данного многоугольника, мы можем рассчитать S по формуле Герона:

\(S=(p-a)\times(p-b)\)

где \(p=\frac{a+b+c}2\) — полупериметр фигуры.

Для равнобедренного треугольника

Рассмотрим случаи нахождения площади, если у треугольника равные боковые стороны.

Через основание и сторону

 В этом случае формула будет выглядеть следующим образом:

\(S=\frac b4\sqrt{4a^2-b^2}\)

где a — одно из боковых ребер фигуры, а b — ее основание.

Через основание и противолежащий угол

Зная длину основания и противолежащий ему угол, мы можем использовать следующую формулу:

\(S=\frac{b^2}{4\tan\left({\displaystyle\frac\beta2}\right)}\)

где b — основание многоугольника, β — противолежащий ему угол.

Через основание и высоту

Если нам известна величина основания равнобедренного треугольника, а также его высота, найдем S по приведенной ниже по элементарной формуле:

\(S=\frac{b\times h}2\)

где b — основание фигуры, а h — высота, проведенная к этому основанию.

Через боковые стороны и угол между ними

Если мы знаем длину боковых сторон и угол между ними, найдем площадь, опираясь на расчеты:

\(S=\frac12a^2\times\sin\left(\beta\right)\)

где a — это боковое ребро, β — угол между равными ребрами.

Через основание и угол между боковыми сторонами

В этом случае нам сначала придется найти высоту по формуле:

\(h=\frac b2\tan\left(\beta\right)\)

где β — угол при вершине, а b — основание.

Далее подставляем значение в формулу

\(S=\frac{b\times h}2 = \frac{b\times{\displaystyle\frac b2}\tan\left(\beta\right)}2=\frac{b^2\tan\left(\beta\right)}4\)

Итоговая формула:

\(S=frac{b^2\tan\left(\beta\right)}4\)

Для равностороннего треугольника

В треугольнике, у которого все стороны равны, способы нахождения S также имеют свою специфику.

Через радиус описанной окружности

Если вокруг данного многоугольника описали окружность и нам известен ее радиус, расчеты будут такими:

\(S=\frac{3\sqrt3R^2}4\)

где R — радиус описанной окружности.

Через радиус вписанной окружности

В этом случае воспользуемся таким уравнением:

\(S=3\sqrt3r^2\)

где r — радиус вписанной в многоугольник окружности.

Через сторону

Зная лишь одно ребро у равностороннего треугольника, мы можем найти S:

\(S=\frac{\sqrt3a^2}4\)

где a — сторона фигуры.

Через высоту

Если нам известна только высота, можем вычислить S таким образом:

\(S=\frac{h^2}{\sqrt3}\)

Примеры решения задач

Разберемся с нахождением площади треугольника наглядно на примере некоторых случаев.

Задача 1

В треугольник вписана окружность с радиусом 6 см. Известно, что его стороны равны 10 см, 12 см и 14 см. Определить площадь фигуры.

Решение

Для расчета будем использовать формулу \(S=r\times\frac{a+b+c}2\) или \(S=r\times p\). Подставляем имеющиеся значения и получается:

\(S=6\times\frac{10+12+14}2=6\times18=108\) \(см^2\)

Ответ: \(108\) \(см^2\).

Задача 2

Дан равносторонний треугольник, вокруг которого описали окружность с радиусом 3 см. Посчитать S данной фигуры.

Решение

Считать будем, опираясь на следующее уравнение \(S=\frac{3\sqrt3R^2}4\). Подставляем данные величины и получаем:

\(S=\frac{3\sqrt33^2}4=\frac{27\sqrt3}4 см^2\)

Ответ: \(\frac{27\sqrt3}4 см^2.\)

Задача 3

Известно, что у равнобедренного треугольника основание равно 4 см, а стороны по 3 см. Нужно вычислить площадь фигуры.

Решение

Для расчета S используем формулу \(S=\frac b4\sqrt{4a^2-b^2}\). Получается:

\(\frac44\sqrt{4\times3^2-4^2}=\sqrt{36-16}=\sqrt{20}=2\sqrt5 см^2\)

Ответ: \(2\sqrt5 см^2.\)

Задача 4

Дан треугольник с прямым углом, у которого гипотенузы равна 2 см, а один из острых углов равен \(30^\circ\). Узнать S данной фигуры.

Решение

Для расчетов будем ориентировать на следующее уравнение: \(S=c^2\times\cos\left(\alpha\right)\times\sin\left(\alpha\right)\). Подставляем известные значения:

\(S=2^2\times\frac{\sqrt3}2\times\frac12=\sqrt3 см^2\)

Ответ: \(S=2^2\times\frac{\sqrt3}2\times\frac12=\sqrt3 см^2\).