مساحت مثلث: پیش تر در برتر آموز در مورد مساحت مربع و مساحت دایره صحبت کرده بودیم، امروز نیز میخواهیم شکل هندسی مثلث، انواع آن و مساحت حالت های مختلف آن را مورد بررسی قرار دهیم. و از آنجایی که مثلث از اشکال بسیار پرکاربرد و پایه در علوم ریاضی و هندسه است، یادگیری درست و مفهومی آن جز ملزومات است، به همین دلیل در این مقاله سعی کردیم تا مبحث مساحت مثلث را تا حد ممکن کامل و با جزئیات توضیح دهیم؛ با ما همراه باشید.
از جمله اشکال هندسی پایه و پُرکاربرد در مسائل مختلف ریاضی، هندسه و مهندسی، میتوان به مثلث ها اشاره کرد. مثلث یا سه گوش، یک چند ضلعی مسطح با سه ضلع است که از اتصال سه خط غیر هم راستا در یک صفحه و در سه نقطهی متمایز به وجود میآید. به طورکلی، اجزای هر مثلث شامل سه ضلع، سه زاویه و سه ارتفاع است. در شکل زیر شمای کلی یک مثلث با اجزای آن به طور کامل نشان داده شده است. دو پارامتر مهم در مورد این شکل محیط و مساحت مثلث است.
شکل 1. شکل و اجزای کلی یک مثلث. A,B,C همان قاعده یا اضلاع مثلث هستند.
با توجه به شکل 1 ویژگیهای یک مثلث در حالت کلی شامل موارد زیر است:
نکته: توجه داشته باشید که از هر ضلعی میتوان به عنوان قاعده استفاده کرد، فقط باید مطمئن باشید که ارتفاع مثلث را از زاویه ای در نظر بگیرید که به قاعده عمود است.
بر این اساس، انواع مختلفی از مثلث ها میتواند وجود داشته باشد که در ادامه با آن ها آشنا خواهید شد.
مثلثها بر اساس اندازه ی اضلاع (یا اندازه زوایای داخلی) به سه دسته تقسیم میشوند:
در جدول 1 می توانید انواع این مثلث ها را به همراه شکل و ویژگی های آن (اندازه ی اضلاع و اندازه ی زوایا) ملاحظه کنید.
جدول 1
مثلث ها براساس زوایا نیز دارای نام گذاریهای متفاوتی هستند. در جدول 2 انواع مثلث ها بر اساس اندازه ی زاویه ی داخلی آن ها به همراه شکلشان گردآوری شده است.
جدول 2
در صورتی که اندازه ی یکی از زوایای داخلی مثلث 90 درجه و مشابه حالت دوم و یا چهارم باشد (جهت مشاهده ی بهتر شکل و ارتباط بین معادلات، شکل 2 را ملاحظه فرمایید)، رابطه ی زیر بین اضلاع مثلث برقرار خواهد بود:
شکل 2. نمونهای از مثلث با زاویهی داخلی 90 درجه
A2 + B2 = C2
در شکل 2، C یکی از اضلاع مثلث است که به عنوان وتر مثلث هم نامیده میشود و برای محاسبه ی آن باید طبق رابطه ی بالا عمل شود تا اندازه ی ضلع C به دست آید. در بعضی مسائل ممکن است به جای اندازه ی وتر، اندازه ی سایر اضلاع مثلث از شما خواسته شود. در پایان این مطلب، با استفاده از مثال هایی که ذکر میشود با کاربرد این رابطه بیشتر آشنا خواهید شد، این رابطه همچنین به رابطه ی فیثاغورث هم معروف است.
اگر میخوای فقط چند ساعت تو روز و اونم بدون نیاز به حضور فیزیکی در جایی زمان بذاری و به صورت پاره وقت کاری انجام بدی که درآمد عالی داشته باشه، باید حتما صفحه آموزش تولید محتوا در سایت برترآموز رو ببینی!
همانطور که گفته شد مثلث از اشکال هندسی پایه و پُرکاربرد در زمینه های مختلف است. از این رو در بسیاری از مسائل از جمله ساخت خانه، فضای سبز، کاشیکاری، تزیینات داخلی و بسیاری از کارهای عمرانی و موارد دیگر از این قبیل، کاربرد و استفاده از این شکل هندسی دور از انتظار نخواهد بود. به همین علت ممکن است برای محاسبه ی بسیاری از مسائل ترکیبی و کاربردی در زمینه های مختلف، نیاز به محاسبه ی پارامترهایی از قبیل محیط و یا مساحت مثلث داشته باشید. به نظرتان با چه روشی میتوان این دو پارامتر را تعیین کرد؟ برای پاسخ به این سوال با ما همراه باشید
به شکل 1 با دقت بیشتری توجه کنید. محیط یعنی پیرامون، بنابراین برای محاسبه ی محیط مثلث تنها کافی است اندازه اضلاع آن را با هم جمع کنید. به طورکلی فرمول محیط مثلث طبق رابطه ی زیر میباشد:
محیط مثلث = مجموع اندازه اضلاع
یا بر اساس نماد ریاضی و با توجه به شکل 1، محیط مثلث به صورت زیر نیز میتواند نوشته شود:
محیط مثلث = AB + BC + AC
روش به دست آوردن مساحت مثلث |
(قاعده مثلث * ارتفاع مثلث ) تقسیم بر 2 |
---|
مثلث یکی از اساسی ترین شکل ها در هندسه است. ساده ترین و شناخته شده ترین فرمول را باید به خاطر بسپارید. برای تمام انواع مثلث های ذکر شده در بالا، مساحت مثلث از یک فرمول محاسبه میشود. اگر قصد محاسبه ی مساحت مثلث با سه ضلع را دارید، باید اندازه ی ضلع (قاعده) را ضربدر ارتفاع کنید و در نهایت جواب بدست آمده را تقسیم بر 2 کنید. پس فرمول مساحت مثلث برطبق رابطه ی زیر به دست می آید:
مساحت مثلث= 2÷ (قاعده ی مثلث × ارتفاع)
جهت محاسبه ی مساحت مثلث همانطور که گفته شد باید قاعده یا همان اندازهی ضلع و ارتفاع را داشته باشید. اما اگر آن را نداشتید چه باید کرد؟ چگونه میتوانید مساحت مثلثی که فقط سه ضلع دارد را محاسبه کنید؟ اغلب اوقات پیدا کردن ارتفاع مثلث سخت است. در این موارد، بسته به اطلاعاتی که راجع به مثلث داده شده، میتوان از معادلاتی برای حل مسائل استفاده کرد. اگر هنوز مطمئن نیستید که چگونه مساحت یک مثلث را پیدا کنید، بهتر است با ادامه ی توضیحات همراه ما باشید.
در جدول 3، مطالب به صورت دسته بندی آورده شده است، تا با تطابق صورت مساله ی داده شده با موارد زیر، از یکی از فرمول ها برای حل مساله هایتان استفاده کنید.
جدول 3
برای مثال در صورتی که در مساله ای اندازه ی یکی از اضلاع مثلث و اندازه ی دو مورد از زوایای داخلی مثلث به شما داده شود و از شما بخواهند مساحت مثلث را محاسبه کنید، باید از جدول 3 استفاده کنید و در ابتدا صورت مساله را با اَشکال داده شده مطابقت دهید. در این مثال، صورت مساله با حالت سوم در جدول مطابقت دارد، لذا باید از رابطه ی سوم در جدول برای حل مساله استفاده کنید.
در ادامه چندین نمونه از مثال های مختلف تعیین مساحت مثلث و کاربرد آن به روش های مختلف ارائه میشود. اما بهتر است که در ابتدا با یک مثال ساده از تعیین محیط مثلث آغاز کنید و سپس با حل مسائل مربوط به اندازه گیری مساحت مثلث آشنا شوید.
مثال 1: در صورتی که اندازهی سه ضلع یک مثلثی 74، 92 و 102 سانتیمتر باشد، به نظر شما محیط آن مثلث چقدر خواهد بود؟
268 = 92 + 102 + 74 =محیط
مثال2: مساحت مثلث زیر چقدر است؟
120 = 2 ÷ (12 × 20) =مساحت
مثال 3: مساحت مثلث ABC را در صورتی که طول ضلع AB=38 mm و ارتفاع مثلث 42 mm باشد را محاسبه کنید.
میلیمتر مربع 798 = 2 ÷ (38 × 42) =مساحت
مثال 4: ارتفاع مثلث متساوی الساقینی که طول یکی از اضلاع آن 37.8 میلیمتر و طول ضلع دیگر آن 23.1 میلیمتر است را طبق شکل زیر محاسبه و سپس مساحت آن را محاسبه کنید.
37.8÷2=18.5
تذکر: در رابطه ی زیر مقدار A همان 18.5 قرار داده میشود. چون مقدار A مربوط به مثلث کلی است و در اینجا هدف تعیین ارتفاع مثلث بزرگ است که به عنوان یکی از اضلاع مثلث قایم الزاویه هم محسوب میشود. لذا خواهیم داشت:
جهت محاسبه ی مساحت مثلث بزرگ خواهیم داشت:
24.15 = 2 ÷ (37.8 × 13.28) =مساحت
مثال 5: مساحت باغ مربعی، سه چهارم مساحت باغ مثلثی با اضلاع 80، 50 و 50 متر است. به نظر شما مساحت این باغ مربعی چقدر است؟
در نتیجه با توضیحات گفته شده، مساحت مربع برابر خواهد بود با:
مساحت مربع= ×1200=900
مثال 6: در شکل زیر مساحت قسمت رنگی را محاسبه کنید:
3.14×1×1=3.14
برای محاسبهی قسمت رنگی، باید مساحت مثلث است را محاسبه نمود و سپس از قسمت رنگنشده (مساحت دایره) کم کنید تا مساحت قسمت رنگی محاسبه شود. در این مرحله، مساحت مثلث را با استفاده از توضیحات گفته شده، حساب کنید، پس خواهید داشت:
مساحت مثلث = 7.5 = 2 ÷ (3 × 5)
اکنون مساحت دایره را از مساحت قسمت مثلثی کم کنید تا مساحت قسمت رنگی به دست آید:
7.5-3.14=4.36
مثال 7: مساحت مثلث زیر را با اضلاع 3و4و6 محاسبه کنید.
پس با جایگذاری در رابطه خواهیم داشت:
امید است مطالب ارائه شده در مورد مساحت مثلث، مورد توجه و استفاده ی کاربران محترم قرار گیرد.
در واقعیت امر این طور است که سایر اشکال هندسی مانند مربع ، مستطیل ، لوزی و متوازی اضلاع از کنار هم قرار گرفتن چند مثلث تشکیل شده است. برای مثال یک مستطیل را در نظر بگیرید که اگر قطر میانی آن را متصل کنیم شکل حاصل از دو مثلث تشکیل میشود و اگر دو قطر این مستطیل را وصل کنیم شکل حاصل از چهار مثلث تشکیل میشود پس مساحت یک چند ضلعی ماند مستطیل را از تشکیل 4 مثلث می توان به دست آورد.
مشابه همین مثال را میتوان با برای لوزی هم تشکیل داد که اگر دو قطر میانی را رسم کنید شکل حاصل تشکیل چهار مثلث را می دهد و از آنجایی که قطر های لوزی بر هم عمود هستند و تشکیل زاویه 90 درجه را می دهند، در نهایت چهار مثلث به وجود آمده قائم الزاویه خواهند بود که با مجموع 4 مساحت این مثلث قائم الزاویه میتوانید مساحت لوزی مذکور را به بدست آورید.
همانطور که در اطراف میبینم، در کنار زندگی روزمره ی ما تمامی اشیاء از یک شکل خاص هندسی پیروی میکنند و با یادگیری مساحت این موارد میتوانیم دانش خود را در این زمینه بالا ببریم و در هنگام وقوع موضوعی از دانش خود استفاده کنیم. برای مثال ساختمانها بر روی محدوده هایی به شکل اشکال هندسی مانند مستطیل، مربع، مثلث و …. ساخته می شوند. برای تعیین محدوده ساخت این ساختمانها ، باید مساحت آنها را تعیین کرد و باید نحوه به دست آوردن مساحت این موارد را هم از فبل آموخته باشید. در لوازم خانگی مانند میزها ، کشو ها و اقلام دکوری نیز می توانند به اشکال هندسی مانند مثلث ساخته شوند. برای تعیین ابعاد روکش مورد نیاز برای پوشاندن سطح این لوازم، باید اندازه سطح مثلث تشکیل دهنده آنها را از قبل آموخته و سپس محاسبه کرد.
مثال : مساحت مثلثی با قاعده 6 سانتی متر و ارتفاع 5 سانتی متر چقدر است؟
حل : با بررسی صورت سوال متوجه میشویم که سرنخ های کلی یعنی قاعده و ارتفاع مثلث به ما داده شده است پس مانند زیر یک خلاصه نویسی در برگه خود انجام میدهیم.
h = ارتفاع = 5 سانتی متر
b = قاعده = 6 سانتی متر
فرمول مساحت مثلث ها یه صورت زیر محاسبه میگردد:
A=(h×b)÷2
2÷ (ارتفاع×قاعده) = مساحت مثلث
2 ÷ (5×6) = مساحت مثلث
15 = مساحت مثلث
مساحت به دست آمده ، 15 سانتیمتر مربع است. در مثال بالا، از هیچ شکلی برای نمایش مشخصات مثلث استفاده نکردیم. از این مثال میتوان نتیجه گرفت که مساحت هر مثلثی با ارتفاع 5 سانتیمتر و قاعده نظیر 6 سانتیمتر، برابر با 15 سانتی متر خواهد بود.
پیشنهاد میشود مقاله محیط مربع را مطالعه نمایید.
در قسمت های بالاتر با انواع مثلث ها آشنا شده اید حالا میخواهیم به بررسی مساحت انواع این مثلث ها بپردازیم: با ما همراه باشید.
مثلثی که یک زاویه 90 درجه در دل خود دارد، قائم الزاویه گفته میشود. که این زاویه قائم در مثلث توسط یک مربع کوچک □ روی زاویه 90 درجه ساق نمایش داده میشود. گاهی اوقات مثلثی را به شما میدهند با دو زاویه معلوم و زاویه سوم مجهول. در این حالت این وظیفه شماست که تشخیص دهید این مثلث چه نوعی است. همانطور که میدانید جمع زوایای داخلی مثلث 180 درجه است که شما در ابتدای مسئله باید اندازه زاویه سوم را تشخیص بدهید که اگر این اندازه 90 درجه باشد مثلث شما از نوع قائم الزاویه می باشد. در مثلث قائم الزاویه به ضلع روبروی زاویه 90 درجه وتر گفته می شود. نکته جالب در مورد مثلث های قائم الزاویه این است که ساقها، ارتفاع و قاعده نظیر یکدیگر به حساب می آیند. برای همین دانستن مقدار آن ها برای تعیین مساحت مثلث قائم الزاویه لازم است. طبق فرمول زیر داریم داریم:
2 ÷ (ساق دوم×ساق اول) = مساحت مثلث قائم الزاویه
مثال : مثلث قائم الزاویه ای را در نظر بگیرید که اندازه یک ساق آن 8 و دیگری 6 می باشد. مساحت مثلث مورد نظر را به دست آورید؟
حل : همانطور که در مثال گفت شد ، مثلث از نوع قائم الزوایه میباشد پس یک خلاصه نویسی به صورت زیر داریم.
ساق اول = 8
ساق دوم = 6
فرمول کلی 2 ÷ (ساق دوم×ساق اول) = مساحت مثلث قائم الزاویه
با جایگذاری در فرمول فوق داریم :
2 ÷ (6×8) = مساحت مثلث قائم الزاویه
سانتی متر 24 = مساحت مثلث قائم الزاویه
همانطور که در بالاتر ذکر شد، مثلث متساوی الساقین به مثلثی گفته می شود که دو ضلع هم اندازه و دو زاویه برابر دارد. سطح مثلث متساوی الساقین ، از ضرب قاعده در ارتفاع تقسیم بر دو به دست می آید. در منابع آموزشی و درسی ، برابر بودن ضلع های مثلث توسط خطوط کوچک عمود بر اضلاع (مانند |) نمایش داده می شود. البته اگر دو زاویه مثلث با هم برابر باشند، اضلاع مقابل آن دو زاویه نیز با هم برابر خواهند بود حتی اگر علامت خطوط کوچک در مثلث برای شما نمایش داده نشود. به ضلع های برابر می گویند. در صورت قائمه بودن زاویه بین ساقها ، یک مثلث قائم الزاویه متساوی الساقین تشکیل می شود.
روش محاسبه مساحت مثلثهای متساوی الساقین، تفاوتی با حالت کلی مساحت ندارد.
مثلث متساوی الاضلاع ، به مثلثی گفته میشود که سه ضلع برابر دارد. در منابع آموزشی و درسی ، متساوی الاضلاع بودن مثلث را ، با گذاشت علامت بر روی تمام ضلع ها نشان می دهند. در صورت برابر بودن تمام اضلاع یک مثلث ، تمام زوایای داخلی آن نیز برابر خواهند بود. از اینرو، اگر دو زاویه مثلث برابر با 60 درجه باشد ، آن مثلث متساوی الاضلاع است. مثلث متساوی الاضلاع ، یکی از انواع مثلث های متساوی الساقین می باشد. با این تفاوت که در این مثلث ها ، تمام اضلاع (قاعدهها)، تمام زوایا و تمام ارتفاعها (به صورت جداگانه) با یکدیگر برابر هستند. این ویژگی ، یک روش به روش های محاسبه سطح مثلث متساوی الاضلاع اضافه می کند. به دلیل اضلاع برابر، فرمول محاسبه اندازه سطح مثلثهای متساوی الاضلاع را می توان به صورت زیر بازنویسی کرد:
A=√3/4a2 (مساحت مثلث)
اگر اندازه سه ضلع مثلث را داشته باشیم میتوانیم از فرمول هرون برای محاسبه مساحت مثلث مورد نظر استفاده کنیم. قدمت این فرمول به حدود 2000 سال پیش باز میگردد.
فرمول مساحت مثلث به روش هرون به شیوه زیر محاسبه میشود .
A=√s(s−a)(s−b)(s−c)
A: مساحت
s: نصف محیط مثلث s=(a+b+c)/2
a: طول ضلع
b: طول ضلع
c: طول ضلع
خوب فرمولهای اشکال هندسی معمولا جزو چالشهای ریاضیات حساب میشه و دانش آموزان همیشه به این فکرند تا بتونند این فرمولها رو به خاطر بسپارند. مهمترین نکته در یادگیری فرمولها این است که باید این موارد رو به صورت شهودی بارها مشاهده و با تمرین کافی بتونید این موارد رو یاد بگیرید.
فرمول مساحت مثلث اصلا پیچیدگی خاصی نداره . کافیه با تمرین و تکرار این فرمول را یاد بگیرید.
فرمول مساحت مثلث = 2÷ (قاعدهی مثلث × ارتفاع)
برای این که بتونید این فرمول رو به خوبی درک کنید باید با ارتفاع و قاعدهی مثلث آشنا باشید با مطالعه کتاب درسی مثالهای زیادی در این زمینه وجود دارد.
میدونیم که ما سه مدل مثلث ، متساوی الساقین ، متساوی الاضلاع و قائم الزاویه داریم. شاید الان فکر کنید که باید سه مدل متفاوت فرمول مساحت مثلث حفظ کنید ولی اصلا اینطور نیست با یادگیری چند روابط ساده میتونید تمامی این فرمولهارو یاد بگیرید! فقط کافیه انواع و تعریفهای این 3 مثلث را بلد باشید.
فرمول مساحت مثلث قائم الزاویه ( همون مثلثی که یک زاویه 90 درجه دارد.) به صورت زیر است :
2 ÷ (ساق دوم×ساق اول) = مساحت مثلث قائم الزاویه فرمول
که در این جا ساق اول همان ارتفاع و ساق دوم قاعده مثلث است که متوجه شدیم فرمول اصلی تغییری نکرده و ما طبق همین فرمول پیش رفتیم.
فرمول مساحت مثلث متساوی الساقین ( همون مثلثی که دو ضلع هم اندازه و دو زاویه برابر دارد.) و متساوی الاضلاع ( همون مثلثی که سه ضلع برابر دارد.) به صورت زیر است :
فرمول مساحت مثلث= 2÷ (قاعدهی مثلث × ارتفاع)
همانطور که میبینید اصلا با فرمول اصلی فرق نمیکنه ولی مهم اینه که شما بتونید ارتفاع و قاعده در مثلث رو به خوبی تشخیص بدید تا بتونید داخل فرمول مساحت مثلث جایگذاری کنید.
بسیار عالی بود