Даны декартовы координаты трех точек А(1;4), В(-2,2) и С(-3,-6).Найти: 1)площадь треугольника АВС; 2) длину медианы ВМ, проведенной из вершины В в этом треугольнике; 3) длину высоты АК, опущенной из вершины А в этом треугольнике; 4)величину угла АВС;
1) Чтобы найти площадь треугольника АВС, мы можем использовать формулу для площади треугольника по координатам его вершин. Формула выглядит следующим образом:
Площадь треугольника = 1/2 * |(x1 * (y2 - y3)) + (x2 * (y3 - y1)) + (x3 * (y1 - y2))|
Здесь (x1, y1), (x2, y2) и (x3, y3) - координаты вершин треугольника, в нашем случае это А(1;4), В(-2,2) и С(-3,-6).
Подставляем значения в формулу:
Площадь треугольника АВС = 1/2 * |(1 * (2 - (-6))) + (-2 * ((-6) - 4)) + (-3 * (4 - 2))|
Выполняем вычисления:
Площадь треугольника АВС = 1/2 * |(1 * 8) + (-2 * (-10)) + (-3 * 2)|
= 1/2 * |8 + 20 - 6|
= 1/2 * |22|
Итак, площадь треугольника АВС равна 11.
2) Для нахождения длины медианы ВМ, проведенной из вершины В в этом треугольнике, мы можем использовать теорему о медиане треугольника. Согласно этой теореме, медиана делит сторону треугольника пополам и проходит через центр тяжести треугольника. Формула для нахождения длины медианы ВМ выглядит следующим образом:
Длина медианы ВМ = sqrt(((x1 + x2)/2)^2 + ((y1 + y2)/2)^2)
Здесь (x1, y1) и (x2, y2) - координаты вершин треугольника, в нашем случае это В(-2,2) и М - центр тяжести треугольника.
Для нахождения координат центра тяжести треугольника, мы можем использовать формулы:
x_m = 1/3 * (x1 + x2 + x3)
y_m = 1/3 * (y1 + y2 + y3)
Подставим значения в формулу для медианы:
Длина медианы ВМ = sqrt((((x_b + x_m)/2)^2) + (((y_b + y_m)/2)^2)
Выполняем вычисления:
Длина медианы ВМ = sqrt(((((-2) + ((1 - 2 - 3))/3)/2)^2) + (((2 + (4 - 6))/3)/2)^2)
= sqrt((((-2) + (-4))/2)^2 + ((2 - 2)/2)^2)
= sqrt(((-6)/2)^2 + (0/2)^2)
= sqrt((-3)^2 + 0^2)
= sqrt(9 + 0)
= sqrt(9)
= 3
Итак, длина медианы ВМ равна 3.
3) Чтобы найти длину высоты АК, опущенной из вершины А в этом треугольнике, мы должны сначала найти уравнение прямой, на которой лежит сторона ВС, затем определить перпендикулярное этой прямой уравнение, проходящее через точку А, и найти точку пересечения этих двух прямых. Длина высоты будет равна расстоянию между вершиной А и найденной точкой пересечения.
Здесь мы можем использовать уравнение прямой вида y = mx + b, где m - угловой коэффициент прямой, а b - свободный член.
Находим угловой коэффициент m прямой ВС, используя формулу:
m = (y2 - y1) / (x2 - x1)
Здесь (x1, y1) и (x2, y2) - координаты вершин В(-2,2) и С(-3,-6).
Подставляем значения и находим m:
m = (2 - (-6)) / (-2 - (-3))
= 8 / (-1)
= -8
Теперь мы можем найти уравнение прямой ВС. Подставляем одну из вершин, например В(-2,2), в уравнение прямой:
2 = (-8 * (-2)) + b
2 = 16 + b
b = -14
Значит, уравнение прямой ВС: y = -8x - 14
Теперь находим уравнение перпендикулярной прямой, проходящей через точку А(1;4). Уравнение перпендикулярной прямой будет иметь вид y = -1/mx + b', где m - угловой коэффициент прямой ВС, а b' - свободный член.
Подставляем значения и находим b':
4 = (-1/(-8) * 1) + b'
4 = (1/8) + b'
3 7/8 = b'
Значит, уравнение перпендикулярной прямой: y = 8x + 3 7/8
Теперь нам нужно найти точку пересечения прямых ВС и АК. Решим систему уравнений:
y = -8x - 14
y = 8x + 3 7/8
Подставим уравнение первой прямой во второе уравнение:
-8x - 14 = 8x + 3 7/8
Добавим 8x к обеим сторонам:
-14 = 16x + 3 7/8
Вычтем 3 7/8 из обеих сторон:
-14 - 3 7/8 = 16x
Для этого нам понадобится общий знаменатель, который равен 8:
-14(8/8) - (3 7/8) = 16x
-112/8 - (31/8) = 16x
-143/8 = 16x
Делаем обратную операцию и находим x:
x = -143/8 / 16
x = -143/128
Теперь подставляем найденное значение x в уравнение первой прямой, чтобы найти y:
y = -8(-143/128) - 14
y = 1144/128 - 14
y = 1144/128 - (14(128/128))
y = (1144 - 1792)/128
y = -648/128
y = -81/16
Итак, найденная точка пересечения прямых АК и ВС имеет координаты (-143/128, -81/16). Теперь, чтобы найти длину высоты АК, опущенной из вершины А, мы можем использовать формулу для расстояния между двумя точками:
Длина высоты АК = sqrt((x1 - x2)^2 + (y1 - y2)^2)
Здесь (x1, y1) - координаты вершины А(1;4), (x2, y2) - найденная точка пересечения (-143/128, -81/16).
Подставляем значения в формулу:
Длина высоты АК = sqrt((1 - (-143/128))^2 + (4 - (-81/16))^2)
= sqrt((1 + (143/128))^2 + (4 + (81/16))^2)
= sqrt((128/128 + (143/128))^2 + (64/16 + (81/16))^2)
= sqrt((271/128)^2 + (145/16)^2)
= sqrt((271/128 * 271/128) + (145/16 * 145/16))
= sqrt(73441/16384 + 21025/256)
= sqrt(94466/16384)
= sqrt(47233/8192)
= sqrt(47233)/sqrt(8192)
≈ 6.7
Итак, длина высоты АК равна примерно 6.7.
4) Чтобы найти величину угла АВС, нам понадобится использовать тригонометрические функции. Мы можем использовать теорему косинусов, которая гласит:
a^2 = b^2 + c^2 - 2bc*cos(A)
Здесь a, b и c - длины сторон треугольника, A - величина угла между сторонами b и c.
В нашем случае, стороны треугольника АВС - это отрезки АВ, ВС и СА. Для удобства обозначим их длины как a, b и c, соответственно. Используем расстояния между точками, чтобы найти длины сторон:
a = sqrt((x2 - x1)^2 + (y2 - y1)^2) (длина стороны АВ)
b = sqrt((x3 - x2)^2 + (y3 - y2)^2) (длина стороны ВС)
c = sqrt((x1 - x3)^2 + (y1 - y3)^2) (длина стороны СА)
Подставляем значения:
a = sqrt((-2 - 1)^2 + (2 - 4)^2)
= sqrt((-3)^2 + (-2)^2)
= sqrt(9 + 4)
= sqrt(13)
b = sqrt((-3 - (-2))^2 + (-6 - 2)^2)
= sqrt((-1)^2 + (-8)^2)
= sqrt(1 + 64)
= sqrt(65)
c = sqrt((1 - (-3))^2 + (4 - (-6))^2)
= sqrt((4)^2 + (10)^2)
= sqrt(16 + 100)
= sqrt(116)
= 2*sqrt(29)
Теперь мы можем использовать теорему косинусов для нахождения величины угла АВС:
cos(A) = (b^2 + c^2 - a^2) / (2bc)
Подставляем значения и находим cos(A):
cos(A) = (sqrt(65)^2 + (2*sqrt(29))^2 - sqrt(13)^2) / (2*sqrt(65)*2*sqrt(29))
= (65 + 4*29 - 13) / (4*sqrt(65)*sqrt(29))
= (65 + 116 - 13) / (4*sqrt(65)*sqrt(29))
= 168 / (4*sqrt(65)*sqrt(29))
= 42 / (sqrt(65)*sqrt(29))
Теперь, чтобы найти величину угла АВС, обратимся к таблице значений тригонометрических функций или воспользуемся калькулятором:
A = arccos(42 / (sqrt(65)*sqrt(29)))
Итак, величина угла АВС составит примерно 26.3 градусов.
Надеюсь, эти подробные и обстоятельные объяснения помогут тебе лучше понять данную задачу. Если у тебя есть еще вопросы, не стесняйся задавать их!