Трапеция — это выпуклый четырехугольник с двумя параллельными основами и двумя непараллельными
боковыми сторонами.
Иногда фигура определяется как четырёхугольник, у которого пара противолежащих сторон параллельна,
поэтому параллелограмм и прямоугольник являются частными случаями трапеции. Также это
четырехугольник, у которого одна пара противоположных сторон параллельна, а остальные стороны не
равны между собой.
Параллельные стороны называются основами, а остальные боковыми.
Вычисление стороны необходимо для нахождения периметра, площади трапеции, ее диагоналей и других
значимых параметров.
- Длина основания через среднию линию и другое известное
основание - Нижнее основание через верхнее основание, высоту и углы при
нижнем основании - Верхнее основание через нижнее основание, высоту и углы при
нижнем основании - Нижнее основание через боковые стороны, верхнее основание и
углы при нижнем основании - Верхнее основание через боковые стороны, нижнее основание и
углы при нижнем основании - Боковую сторону через высоту и угол при нижнем
основании
Длина основания через среднюю линию и известное основание
Средняя линия — отрезок, соединяющий середины боковых сторон фигуры. Через её значение
вычисляется одна из основ. Нужно умножить ее на два и вычесть известную:
a = 2m – b
Цифр после
запятой:
Результат в:
Например, средняя линия MN равна 6, а основание а – 9. Соответственно, значения, подставленные в
формулу, показывают, что b = 2*6 – 9 = 3.
Нижнее основание через верхнее основание, высоту и углы при нижнем основании
Высота h или BK – перпендикуляр, проведенный от одной основы к другой. Высота проводится в любой их
точке, но удобнее всего это делать из вершины углов при меньшей основе. Чтобы найти нижнее
основание, надо к верхнему прибавить произведение высоты на сумму котангенсов углов при нижнем:
a = b + h*(ctga + ctgb)
Цифр после
запятой:
Результат в:
Дано верхнее основание 10, высота 6 и углы 30 и 45. По формуле а = 10 + 6*(3+1) = 10 + 63 + 6 = 16+63.
Для равнобедренного четырёхугольника выведены две формулы. В первой (a = 2S/h – b) основа выражена с
помощью формулы площади. Пример: Площадь равнобедренной трапеции ABCD = 18, высота = 6, а AD = 5.
Найти BC. BC = 2*18/6 – 5 = 6 – 5 = 1
Второе выражение сформулировано следующим образом: (a = b + 2h*ctga). Высота АН в трапеции ADEF =
10, DE = 4, а DAF = 45 градусам. Найти AF: AF = 4 + 10*2*1 = 24
Верхнее основание через нижнее основание, высоту и углы при нижнем основании
Чтобы найти верхнюю основу, надо из нижней вычесть произведение высоты на сумму котангенсов углов при
ней:
b = a – h*(ctg α + ctg β)
Цифр после
запятой:
Результат в:
Дана трапеция с нижним основанием 15, высотой 8 и углами в 45 градусов. По формуле а = 15 + 8*(1+1) =
15 + 16 = 31
Формулы для равнобедренного четырёхугольника: b = 2S/h – a и b = a – 2h*ctga.
- Площадь трапеции KLMN = 44, KL=MN, высота равна 8, KN = 5. Найти LM: LM = 44*2/8 – 5 = 6
- Высота трапеции DEFG = 15, DG= 5, а EDG = 45 градусам. Найти EF: EF = 5 + 15*2*1 = 35
Нижнее основание через боковые стороны, верхнее основание и углы при нижнем основании
Для нахождения основы а нужно к основе b прибавить произведение одной и другой стороны и косинусов
углов при них
a = b + c * cos α + d * cos β
Цифр после
запятой:
Результат в:
Дана равнобокая трапеция с верхним основанием 6, боковыми сторонами 5 и 11 и углами в 45 градусов.
Найти нижнее основание: а = 6 + 5*2/2 + 11*2/2 = 6 + 162/2 = 6 + 82
Отдельно для подобного типа фигур было выведено два выражения: a = (d1^2 – c^2)/b и a = b +
2c*cosa.
- трапеции ABCD AB = CD = 8, диагональ AC = 12, а BC = 4. Вычислить AD: AD = (12*12 – 8*8)/4
= (144 – 64)/4 = 20 - В трапеции KLMN KL = MN = 4, LM = 7, а LKN равен 30 градусам. Вычислить KN: KN = 7 +
4*2*3/2 = 7 + 43
Верхнее основание через боковые стороны, нижнее основание и углы при нем
Для нахождения основы b нужно из основы а вычесть произведение одной и другой боковой стороны и углов
при них
b = a – c * cos α – d * cos β
Цифр после
запятой:
Результат в:
Дана трапеция с нижним основанием 27, боковыми сторонами 20 и 14 и углами в 30 и 60 градусов. Найти
верхнее основание: b = 27 — 20*3/2 — 14*1/2 = 27 — 103 — 7 = 20 —
103. Формулы для равнобедренного типа: b = (d1^2 — c^2)/a и b = a — 2c*cosa.
- В трапеции DEFG DE и FG = 11, диагональ АС = 13, а EF = 12. Вычислить DG: DG = (13*13 –
11*11)/12= (169 – 121)/12 = 4 - Боковые стороны трапеции BCDE BC и DE = 25, BE = 10, а CBE равен 60 градусам. Вычислить CD:
CD = 25 – 10*2*1/2 = 15
Боковая сторона через высоту и угол при нижнем основании
Чтобы найти боковую сторону, надо разделить высоту на синус угла при ней
d = h / sin α
Цифр после
запятой:
Результат в:
Дана трапеция с высотой 12 и углами в 30 и 60 градусов. Найти боковые стороны: c = 12/0,5 =
24, d = 12/3/2 = 243
Для прямоугольного типа формулы несколько отличаются. Самая простая из них связывает высоту и меньшую
боковую сторону: c = h.
Для нее существует еще несколько формул: с = d*sina; c = (a – b)*tga; c
= (d^2 – (a – b)^2)
- В прямоугольной трапеции CDEF сторона EF равна 22, а прилежащий угол = 45. Найти CD. CD =
22*2/2 = 112 - Прямоугольная трапеция MNOP имеет основания MP и NO, равные 32 и 19 соответственно. NMP равен 60
градусам. Найти MP: MP = (32 – 19)*3 = 133 - В прямоугольной трапеции ABCD AD и BC равны 35 и 15 соответственно. Диагональ АС = 26. Найти AB.
AB = (26^2 – (35 – 15)^2) = 676 – 400 = 276 = 269
Первая вытекает из прямоугольного треугольника и свидетельствует о том, что отношение катета к
гипотенузе равно синусу противолежащего угла. В этом треугольнике второй катет равен разности двух
оснований. Отсюда возникает утверждение, приравнивающее тангенс угла к отношению катетов. Третья
формула выведена на основании теоремы Пифагора.
Для второй боковой стороны выведено и записано три выражения: d = (a — b)/cosa; d = c/sina; d =
(c^2 — (a — b)^2). Первое и второе получаются из соотношения сторон в прямоугольном
треугольнике, а третье выводится из теоремы Пифагора.
- В прямоугольной трапеции KLMN KN = 28, LM = 13 а прилежащий угол = 30. Найти KL: KL = (28 –
13)/3/2 = 103 - В прямоугольной трапеции EFGH EF равна 45. FEH равен 30 градусам. Найти GH: GH = 45/0,5 =
90 - В прямоугольной трапеции NOPQ NQ и OP =.36 и 17. Диагональ равна 29. Найти NO: NO = (29^2 –
(36 – 17)^2) = 841 – 361= 480 = 430
Для равнобокой трапеции существуют формулы c = d1^2 – ab; c = (a – b)/2cosa; c = S/m*sina; c =
2S/(a+b)*sina.
- В трапеции LMNO LM = NO. LO = 16, MN = 6, диагональ равна 10. Найти LM: LM = 10^2 – 16*6 =
100 – 96 = 4 - Трапеция ABCD – равнобокая, AB = CD. AD = 18, BC = 4, а прилежащий угол равен 45 градусам. Найти
AB: AB = (18 – 4)/2/2 = 14/2/2 = 14/2 - В трапеции BCDE BC=DE. Площадь фигуры равна 48, BE = 17, CD = 7, а CBE равен 30 градусам.
Вычислить BC: m = (17 – 7)/2 = 5, BC = 48/5*1/2 = 96/5 = 19,2 - Площадь равнобедренной трапеции KLMN = 90, основания KN и LM = 32 и 18 соответственно, а LKN =
60 градусов. Вычислить KL: KL = 2*90/(32 + 18)*3/2 = 360/503 = 129600/7500 = 17,28
Виды трапеций
Существуют следующие виды трапеций:
- Равнобедренная трапеция — фигура, у которой боковые стороны и углы при основании равны.
Диагонали также равны. Треугольники, образованные диагоналями и основой, являются
равнобедренными. Если диагонали взаимно перпендикулярны, то площадь равна квадрату высоты. Если
разделить обе основы пополам и повести через эти точки линию, то она будет осью геометрической
фигуры. Отрезки, последовательно соединяющие середины смежных сторон, образуют ромб. - Прямоугольная трапеция — фигура, у которой одна из боковых сторон перпендикулярна основам
и равна высоте. Два угла будут равны 90 градусам, и они всегда принадлежат смежным вершинам, а
другие всегда острый и тупой, их сумма всегда будет равна 180 градусам. Каждая диагональ
образует с ее меньшей боковой стороной прямоугольный треугольник. А высота, которая проведена из
вершины с тупым углом, делит фигуру на две. Одна из них прямоугольник, другая прямоугольный
треугольник. - Разносторонняя трапеция — фигура, боковые стороны которой не равны и углы при основании не
являются прямыми. Ее диагонали делят фигуру на четыре треугольника, два из которых подобны, а
остальные — равновелики, то есть имеют одинаковые площади. Сумма углов при боковой стороне 180
градусов.
Свойства трапеции
- Средняя линия параллельна основаниям и равна их полусумме.
- Любая биссектриса, выведенная из угла четырёхугольника, отсекает на основании (продолжении)
отрезок с длиной боковой стороны. - Треугольники AOD и COD, образованные отрезками диагоналей и основами, подобны.
Коэффициент
подобия – k = AD/BC.
Отношение площадей треугольников — k^2. - Треугольники ABO и DCO, образованные отрезками диагоналей и боковыми сторонами, имеют одинаковую
площадь. - В трапецию можно вписать окружность, если сумма оснований равняется сумме её боковых сторон.
- Середины оснований, точка пересечения диагоналей трапеции и точка пересечения продолжений
боковых сторон лежат на одной прямой. - Отрезок, соединяющий середины диагоналей, равняется половине разности основ и лежит на средней
линии.
Содержание материала
- Советы
- Видео
- Решение задач о прямоугольной трапеции
- Задача Даны три стороны, одна из которых перпендикулярная боковая.
- Задача Даны оба основания и угол при основании
- Высота трапеции через стороны
- Средняя линия трапеции
- Формулы определения длины средней линии трапеции:
- Способы нахождений периметра
- По сторонам равнобедренной трапеции
- Через среднюю линию
- Диагонали трапеции
- Формулы определения длины диагоналей трапеции:
- Примеры вычисления периметра трапеции
Советы
- Для специальных прямоугольных треугольников (треугольник 30-60-90 или треугольник 90-45-45 ) существуют формулы, при помощи которых можно найти неизвестные стороны без использования функции синуса или теоремы Пифагора.
- Чтобы найти синус угла, воспользуйтесь научным калькулятором – введите угол, а затем нажмите клавишу SIN. Или используйте тригонометрические таблицы.
Решение задач о прямоугольной трапеции
Прямоугольной называют трапецию, у которой углы при одной из боковых сторон равны 90. Рассмотрим пример, как найти боковую сторону трапеции, если известны три другие стороны.
Задача Даны три стороны, одна из которых перпендикулярная боковая
Допустим, нам дана прямоугольная трапеция АВСД, у которой АВ перпендикулярно ВС. Известно, что АВ = 12 см, ВС = 1 см, АД = 6 см. Необходимо найти большую боковую сторону.
Решение:
Из точки С опускаем проводим высоту СК и получаем прямоугольный треугольник СДК и прямоугольник АВСК. Поскольку у прямоугольника противоположные стороны равны СК = АВ = 12 см, а АК = ВС = 1 см.
Находим отрезок КД:
- КД = АД – АК = 6 – 1 = 5 (см)
Согласно теореме Пифагора:
- СД2=СК2+КД2=122+52=144+25=169
- СД = √169 = 13 (см)
Ответ: СД = 13 см
Задача Даны оба основания и угол при основании
Дана трапеция АВСД, у которой основания ВС и АД равны 6 и 10 см соответственно, угол ВАД – прямой, а СДА равен 45 градусов. Найдите меньшую боковую сторону.
- Проводим высоту СК и получаем прямоугольный треугольник СКД и прямоугольник АВСК. Поскольку у прямоугольника противоположные стороны равны АК = ВС = 6 см.
- КД = АД – АК = 10 – 6 = 4 см
- cos 45 = √2/2 = КД / СД, отсюда СД = КД / cos 45
- Получаем СД = 4/√2/2 = 4√2 (см)
Ответ: СД = 4√2 см
Видео
Высота трапеции через стороны
Высота трапеции через стороны рассчитывается по формуле:
$h = sqrt{b^2 – (frac{(a – d)^2 + b^2 – c^2}{2 cdot (a – d)})^2}$, где
$a$ — основание большего размера;
$d$ — основание меньшего размера;
$b$ — первая боковая сторона;
$c$ — вторая боковая сторона.
Пример 1
Задача
Дана трапеция с основаниями $a$ и $d$, равными $4.5$ и $2.5$ см и боковыми сторонами $b, c$, равными $2$ и $2sqrt2$ см. Найдите, чему равна высота трапеции $h$.
Решение:
Воспользуемся вышеприведённой формулой:
$h = sqrt{2^2 – (frac{(4.5 – 2.5)^2 + 2^2 – (2sqrt2)^2}{2 cdot (4.5 — 2.5)})^2} = sqrt{4 – (frac{4 + 4 — 8}{4}} = 2$ см.
Проверим полученное значение с помощью онлайн-калькулятора. Результат совпадает, а значит, задача решена верно.
Средняя линия трапеции
Определение. Средняя линия — отрезок, соединяющий середины боковых сторон трапеции.
Формулы определения длины средней линии трапеции:
1. Формула определения длины средней линии через длины оснований:
2. Формула определения длины средней линии через площадь и высоту:
m = S h
Способы нахождений периметра
Рассмотрим способы, с помощью которых можно найти сумму длин всех сторон данного четырехугольника.
По сторонам равнобедренной трапеции
Если нам известны ребра этого четырехугольника с одинаковыми боковыми сторонами, то находить ее P можно по следующей формуле:
(P=2times a+b+c)
или
(P=2times c+a+b)
Через среднюю линию
Так как средняя линия трапеции равна полусумме ее оснований, то формулу P можно выразить так:
(P=2times l+AB+CD)
где l — средняя линия фигуры.
Диагонали трапеции
Формулы определения длины диагоналей трапеции:
1. Формулы диагоналей по теореме косинусов:
d1 = √a2 + d2 — 2ad·cos β
d2 = √a2 + c2 — 2ac·cos α
2. Формулы диагоналей через четыре стороны:
| d1 = | √ | d 2 + ab — | a(d 2 — c2) |
| a — b |
| d2 = | √ | c2 + ab — | a(c2 — d 2) |
| a — b |
3. Формула длины диагоналей через высоту:
d1 = √h2 + (a — h · ctg β)2 = √h2 + (b + h · ctg α)2
d2 = √h2 + (a — h · ctg α)2 = √h2 + (b + h · ctg β)2
4. Формулы длины диагонали через сумму квадратов диагоналей:
d 1 = √c 2 + d 2 + 2ab — d 22
d 2 = √c 2 + d 2 + 2ab — d 12
Примеры вычисления периметра трапеции
Пример
Задание. Найти периметр трапеции $ABCD$ со сторонами $AB=1,5$ см, $BC=2$ см, $CD=1$ см, $AD=3$ см.
Решение. Для нахождения периметра трапеции $ABCD$ воспользуемся формулой $$P_{Delta A B C D}=A B+B C+C D+A D$$
Подставляя в неё заданные в условии длины сторон, получим:
$P_{Delta A B C D}=1,5+2+1+3=7,5$ (см)
Ответ. $P_{Delta A B C D}=7,5$ (см) Все формулы периметров Калькулятор периметра трапеции
Мы помогли уже 4 372 ученикам и студентам сдать работы от решения задач до дипломных на отлично! Узнай стоимость своей работы за 15 минут! Узнать стоимость
Пример
Задание. Заданна равнобокая трапеция $ABCD$ с основаниями $BC=3$ см, $AD=7$ см и высотой $BK=2 sqrt{3}$ см. Найти периметр заданной трапеции.
Решение. Сделаем рисунок.
Опустим высоту $CN$. Полученный в результате четырехугольник $BCKN$ является прямоугольником, поэтому $BC=KN$. Треугольники $Delta A B K quad$ и $quad Delta N C D$ — прямоугольные и равны между собой. Тогда $AK=ND$. Найдем чему равно $AK$:
$A K=(A D-B C): 2 Rightarrow A K=(7-3): 2=2$ (см)
Из $Delta ABK$ по теореме Пифагора найдем боковую сторону $AB$ трапеции:
$=sqrt{12+4}=sqrt{16}=4$ (см)
Тогда периметр рассматриваемой равнобокой трапеции
$P_{Delta A B C D}=2 cdot 4+3+7=18$ (см)
Ответ. $P_{Delta A B C D}=18$ (см)
Читать дальше: как найти периметр ромба.
Теги
1. Формула длины основания равнобедренной трапеции через среднюю линию
a — нижнее основание
b — верхнее основание
m — средняя линия
Формулы длины основания:
2. Формулы длины сторон через высоту и угол при нижнем основании
a — нижнее основание
b — верхнее основание
c — равные боковые стороны
α — угол при основании трапеции
h — высота трапеции
Формулы всех четырех сторон трапеции:
3. Формула длины сторон трапеции через диагонали, высоту и угол между диагоналями
a — нижнее основание
b — верхнее основание
c — равные боковые стороны
d — диагонали
α , β — углы между диагоналями
h — высота трапеции
Формулы длины сторон трапеции:
справедливо для данной ситуации:
4. Формулы длины сторон равнобедренной трапеции через площадь
a — нижнее основание
b — верхнее основание
c — равные боковые стороны
α , β — углы при основаниях
m — средняя линия
h — средняя линия
Формулы длины сторон равнобедренной трапеции через площадь:
Формулы площади произвольной трапеции
Формулы площади равнобедренной трапеции
Формула периметра трапеции
Все формулы по геометрии
- Подробности
-
Опубликовано: 08 октября 2013
-
Обновлено: 13 августа 2021
Трапеция является фигурой с двумя параллельными противоположными сторонами, при этом все четыре стороны могут быть разной длины. Параллельные стороны b и d называются меньшим и большим основанием трапеции, a и c – боковыми сторонами. Зная стороны трапеции, можно найти все характеризующие ее параметры. Периметр трапеции, зная стороны, представляет собой их сумму.
P=a+b+c+d
Высота трапеции является перпендикуляром, соединяющим два основания, и может быть проведена в любой их точке, но удобнее всего это делать из вершины углов при меньшем основании, так как тогда образуется прямоугольный треугольник, из которого выводится формула. (рис.103.1)
h=√(a^2-(((d-b)^2+a^2-c^2)/2(d-b) )^2 )
Средней линией трапеции называется отрезок, соединяющий середины боковых сторон, и равный полусумме оснований. (рис.103.2)
m=(b+d)/2
Площадь трапеции равна произведению ее высоты на среднюю линию. Чтобы найти площадь трапеции через стороны, необходимо развернуть эту формулу до ее истоков, заменив неизвестные переменные.
S=hm=√(a^2-(((d-b)^2+a^2-c^2)/2(d-b) )^2 )*(b+d)/2
Если в трапецию можно вписать окружность (а это возможно, если противоположные стороны в сумме дают одно и то же число), то радиус вписанной окружности будет равен половине высоты, или половине квадратного корня из произведения меньшего основания на большее, с учетом условия для окружности. (рис.103.3)
r=h/2=√bd/2
Описать окружность можно только вокруг равнобокой трапеции, и если она является таковой, то радиус описанной окружности будет равен радиусу окружности, описанной вокруг треугольника, образованного диагональю. (рис.103.4)
R=(abd_1)/√((a+b+d_1)(a+b)(a+d_1)(b+d_1))
Диагонали трапеции рассчитываются по формулам, приведенным через теорему Пифагора в треугольниках, образованных высотой и диагоналями.
d_1=√(c^2+db d(c^2-a^2 )/(d-b))
d_2=√(a^2+db (b(c^2-a^2))/(d-b))
Как найти боковую сторону трапеции
Геометрия – наука, которую начинают изучать еще в школе. Ошибочно думать, что она никак не пригодится в жизни. Иногда необходимы точные размеры фигур, чтобы сделать, к примеру, WEB-дизайн помещения. А фигуры встречаются разные, в том числе и трапеции. Часто надо найти значения их боковых сторон или основания. Давайте в подробностях рассмотрим, как найти боковую сторону данного четырехугольника различной формы, если известны его углы, основания, диагонали, площадь и т.п.
1
Как найти боковую сторону трапеции, если известны основания?
Трапеция – это четырёхугольник, у которого параллельны лишь две стороны. И эти не пересекающиеся отрезки называются основаниями данной фигуры. Трапеции бывают различных вариантов:
- Равнобокие – это те, у которых боковые стороны равны.
- Прямоугольные – имеют у основания один прямой угол.
- Остроугольные, разносторонние – с двумя острыми углами у основания.
- Тупоугольные, разносторонние – с одним тупым углом у основания.
Рассмотрим вариант нахождения боковой стороны (высоты) прямоугольной трапеции, если вам даны значения оснований.
Чтобы решить данную задачу, вам понадобится сделать следующее:
- Проведите вторую высоту – ВН в четырехугольнике.
- Получившийся отрезок ВН = СД, так как основание ВС параллельно АД.
- Образовавшийся треугольник АВС – равнобедренный, ведь АС – биссектриса, соответственно углы у основания равны и АВ = СВ = 10 см.
- Рассмотрим треугольник АВН, фактически у нас известны две стороны его: ВА и АН. АН = АД – CD = 16 – 10 = 6 см.
- Отсюда по теореме Пифагора: ВН² = АВ² – НА² = 64; ВН = 8 см, соответственно и СД тоже равно 8 сантиметров.
Кроме того, если вам известен угол ВАД, то СД = (АД – ВС) • tg α либо СД = АВ • sin α.
Большая боковая сторона рассчитывается по следующим формулам:
- АВ² = СД² + (АД – ВС)²
- АВ = (АД – ВС)/cos ∠ВАН
- АВ = CД/sin ∠ВАН
2
Как найти боковую сторону прямоугольной трапеции, если известны диагонали, площадь, средняя линия?
Если обозначить высоту трапеции – b, большую боковую сторону – c, основания – a и к, диагонали – d1 и d2. Больший угол между ними β, меньший – α, то высоту (боковую сторону трапеции) можно найти по следующим формулам:
b = d2 • d1/ (a + к) • sin α;
или же b = d2 • d1/ (a + к) • sin β
Для того чтоб определить b – меньшую сторону прямоугольной трапеции, с – большую сторону фигуры, с известными данными S – площадью, n – средней линией, применяйте следующие расчеты:
b = S/n = 2S/ (a + к)
с = S/n • sin α = 2S/ (a + к) • sin α
3
Как найти боковые стороны равнобедренной трапеции?
Итак, у равнобокой трапеции АВ = DC. Если вам даны различные величины, то боковые стороны можно найти по нижеприведенным формулам:
- если известны высота – h и угол – α, то АВ = DC = h/ sin α;
- если даны значения оснований и угол – α , то АВ = DC = (a – b)/ cos α;
- если даны диагонали d и основания, то АВ² = DC² = d² – b • a;
- если известны значения средней линии – l, площадь – S, углы – α либо – β (вверху возле основания b, то АВ = DC = S/ l • sin α = S/ l • sin α.
или же:
АВ = DC = S/ (b + a) • sin α = S/ (b + a) • sin β
В дальнейшем, если вы выучите формулы и научитесь верно рисовать чертежи данных фигур, то решить задачку по геометрии вам не составит труда. Ведь по правильной картинке ответ задачи практически виден сразу.