1. Определение треугольника
Треугольник — это геометрическая фигура, состоящая из трех точек (вершин), не лежащих на одной прямой, и трех отрезков (сторон), соединяющих эти точки. Обозначим вершины треугольника как ( A ), ( B ) и ( C ). Тогда стороны треугольника обозначаются как ( AB ), ( BC ) и ( CA ). Углы треугольника обозначаются как ( \angle A ), ( \angle B ) и ( \angle C ).

2. Периметр треугольника
Периметр треугольника — это сумма длин всех его сторон. Если ( a ), ( b ) и ( c ) — длины сторон треугольника ( ABC ), то периметр ( P ) равен:
[ P = AB + BC + CA = a + b + c ]
3. Равные треугольники
Треугольники называются равными, если они имеют равные соответствующие стороны и углы. Это означает, что если два треугольника ( ABC ) и ( A'B'C' ) имеют ( AB = A'B' ), ( BC = B'C' ), ( CA = C'A' ) и ( \angle A = \angle A' ), ( \angle B = \angle B' ), ( \angle C = \angle C' ), то эти треугольники равны.
4. Теорема и доказательство теоремы
Теорема — это математическое утверждение, которое следует из других утверждений (аксиом, лемм и предварительных теорем) и требует доказательства.
Первый признак равенства треугольников:
Если две стороны одного треугольника равны двум сторонам другого треугольника, а угол между ними равен углу между этими сторонами, то треугольники равны.
Доказательство:
- Рассмотрим треугольники ( ABC ) и ( A'B'C' ), при этом ( AB = A'B' ), ( AC = A'C' ) и ( \angle A = \angle A' ).
- Построим треугольник ( A'B'C' ) так, чтобы угол ( \angle A' ) совпадал с ( \angle A ), а стороны ( A'B' ) и ( A'C' ) совпадали со сторонами ( AB ) и ( AC ).
- В результате треугольник ( ABC ) будет полностью совпадать с треугольником ( A'B'C' ).
- Следовательно, ( \triangle ABC \cong \triangle A'B'C' ).
5. Перпендикуляр
Отрезок, проведенный из данной точки к данной прямой и образующий прямой угол с этой прямой, называется перпендикуляром.
6. Теорема о перпендикуляре
Теорема: Если из точки ( A ) провести перпендикуляр к прямой ( l ), то этот перпендикуляр является кратчайшим отрезком из точки ( A ) до прямой ( l ).
Доказательство:
- Рассмотрим точку ( A ) и прямую ( l ). Обозначим точку пересечения прямой ( l ) с перпендикуляром как ( B ).
- Пусть ( C ) — произвольная точка на прямой ( l ). По свойствам прямоугольного треугольника:
[ AB^2 + BC^2 = AC^2 ]
- Поскольку ( BC > 0 ), то ( AC^2 > AB^2 ).
- Таким образом, расстояние ( AC ) больше расстояния ( AB ), и перпендикуляр является кратчайшим отрезком.
7. Медиана треугольника
Медианой треугольника называется отрезок, соединяющий вершину треугольника с серединой противолежащей стороны. Каждый треугольник имеет три медианы.
8. Биссектрисы треугольника
Биссектрисой треугольника называется отрезок, который делит угол треугольника пополам и соединяет вершину угла с противоположной стороной. Треугольник имеет три биссектрисы.
9. Высота треугольника
Высотой треугольника называется отрезок, проведенный из вершины перпендикулярно к противолежащей стороне (или к ее продолжению). Каждый треугольник имеет три высоты.
10. Равнобедренный треугольник
Равнобедренным треугольником называется треугольник, в котором две стороны равны. Эти стороны называются равными (боковыми), а третья сторона — основанием.
11. Равносторонний треугольник
Равносторонним треугольником называется треугольник, в котором все три стороны равны.
12. Углы при основании равнобедренного треугольника
Доказательство:
- Рассмотрим равнобедренный треугольник ( ABC ) с ( AB = AC ).
- Проведем биссектрису угла ( \angle A ), которая пересекает сторону ( BC ) в точке ( D ).
- По свойству биссектрисы, получаем два равных треугольника ( ABD ) и ( ACD ) из-за равенства двух сторон и общего угла ( \angle A ).
- Следовательно, углы ( \angle ABD ) и ( \angle ACD ) равны, и из этого следует, что ( \angle B = \angle C ).
13. Теорема о биссектрисе равнобедренного треугольника
Теорема: В равнобедренном треугольнике биссектрисы угла при вершине делят основание пополам.
Доказательство:
- Рассмотрим равнобедренный треугольник ( ABC ) с ( AB = AC ).
- Проведем биссектрису ( AD ) угла ( \angle A ), которая пересекает сторону ( BC ) в точке ( D ).
- Из предыдущего доказательства следуем, что треугольники ( ABD ) и ( ACD ) равны, что означает ( BD = DC ).
14. Второй признак равенства треугольников
Теорема: Если две стороны одного треугольника равны двум сторонам другого треугольника, а угол, лежащий напротив одной из равных сторон, равен углу, лежащему напротив равной стороны второго треугольника, то треугольники равны.
Доказательство:
- Рассмотрим треугольники ( ABC ) и ( A'B'C' ), такие что ( AB = A'B' ), ( AC = A'C' ), и ( \angle A = \angle A' ).
- Доотрисовываем их так, чтобы они наложились друг на друга.
- Получаем равенство треугольников ( ABC \cong A'B'C' ).
15. Третий признак равенства треугольников
Теорема: Если три стороны одного треугольника равны соответственно трем сторонам другого треугольника, то треугольники равны.
Доказательство:
- Рассмотрим треугольники ( ABC ) и ( A'B'C' ) с равенствами ( AB = A'B' ), ( AC = A'C' ), ( BC = B'C' ).
- Мы можем построить треугольник ( ABC ) так, чтобы он совпадал с треугольником ( A'B'C' ).
- Также можно использовать формулы площади, чтобы показать, что равенство трех сторон приведет к равенству уголков и, следовательно, к равенству треугольников.
С помощью указанных выше задач и доказательств можно подготовиться к экзамену по геометрии.