M Matematyka Krok po Kroku Dział 8 · Planimetria
📐 Moduły 8.2–8.3 · Trójkąty

Trójkąty i ich własności

W tej lekcji porządkujemy najważniejsze informacje o trójkątach: warunek istnienia, rodzaje trójkątów, sumę kątów, zależności między bokami i kątami, pola oraz punkty szczególne. To fundament wielu zadań z planimetrii.

8.2.1 Definicja i warunek istnienia
8.2.2 Rodzaje trójkątów
8.2.3 Kąty i pola
8.3 Punkty szczególne
8.2.1

Definicja trójkąta

Trójkąt to jedna z najważniejszych figur w geometrii. W wielu zadaniach bardziej złożone figury rozbijamy właśnie na trójkąty, bo łatwo korzystać wtedy ze znanych własności boków, kątów i pól.

Definicja

Trójkąt to figura płaska utworzona z trzech odcinków, które łączą trzy punkty nieleżące na jednej prostej.

Te trzy punkty nazywamy wierzchołkami, odcinki między nimi bokami, a kąty przy wierzchołkach kątami wewnętrznymi trójkąta.

Oznaczenia w trójkącie

A B C c b a α β γ

Standardowo bok leżący naprzeciw wierzchołka \(A\) oznaczamy przez \(a\), naprzeciw \(B\) przez \(b\), a naprzeciw \(C\) przez \(c\).

Co składa się na trójkąt?

3 wierzchołki Najczęściej zapisujemy je jako \(A\), \(B\), \(C\).
3 boki Odcinki \(AB\), \(BC\), \(AC\), często oznaczane jako \(a\), \(b\), \(c\).
3 kąty Kąty wewnętrzne zwykle oznaczamy \(\alpha\), \(\beta\), \(\gamma\).
1 obwód Obwód to suma długości wszystkich boków.
8.2.1

Warunek istnienia trójkąta

Nie z każdych trzech odcinków da się zbudować trójkąt. Najdłuższy bok musi być krótszy niż suma dwóch pozostałych boków.

Warunek trójkąta

Dla boków \(a\), \(b\), \(c\) trójkąt istnieje wtedy, gdy spełnione są trzy nierówności:

\[ a + b \gt c, \qquad a + c \gt b, \qquad b + c \gt a \]
Szybszy sposób

W praktyce wystarczy sprawdzić, czy suma dwóch krótszych boków jest większa od najdłuższego boku. Jeżeli tak, to trójkąt można zbudować.

Przykład
warunek istnienia

Sprawdź, czy z odcinków długości \(4\), \(6\), \(9\) można zbudować trójkąt.

1
Najdłuższy bok ma długość \(9\). Dwa krótsze boki mają długości \(4\) i \(6\).
2
Sprawdzamy sumę dwóch krótszych boków: \[ 4 + 6 = 10 \]
3
Porównujemy tę sumę z najdłuższym bokiem: \[ 10 \gt 9 \] Skoro suma dwóch krótszych boków jest większa od najdłuższego boku, to z tych odcinków można zbudować trójkąt.
Najczęstszy błąd

Jeżeli suma dwóch krótszych boków jest równa najdłuższemu bokowi, trójkąt nie powstaje. Odcinki ułożą się wtedy w jedną linię, a nie w figurę płaską.

8.2.2

Rodzaje trójkątów

Trójkąty możemy klasyfikować na dwa sposoby: ze względu na boki oraz ze względu na kąty. W zadaniach oba podziały często występują jednocześnie.

Podział Rodzaj trójkąta Opis Co warto zapamiętać?
Ze względu na boki Równoboczny Wszystkie boki są równe. Wszystkie kąty mają po \(60^\circ\).
Równoramienny Dwa boki są równe. Kąty przy podstawie są równe.
Różnoboczny Wszystkie boki mają różne długości. Najczęściej nie ma dodatkowych równości boków ani kątów.
Ze względu na kąty Ostrokątny Wszystkie kąty są ostre. Każdy kąt jest mniejszy niż \(90^\circ\).
Prostokątny Jeden kąt jest prosty. Bok naprzeciw kąta prostego to przeciwprostokątna.
Rozwartokątny Jeden kąt jest rozwarty. Tylko jeden kąt może być większy niż \(90^\circ\).

Trójkąt równoboczny

a a a 60° 60° 60°

Wszystkie boki są równe i wszystkie kąty mają po \(60^\circ\).

Trójkąt równoramienny

podstawa

Dwa ramiona są równe, a kąty przy podstawie mają takie same miary.

Trójkąt prostokątny

90°

Ma jeden kąt prosty. Najdłuższy bok leży naprzeciw tego kąta.

Trójkąt rozwartokątny

α \(\gt\) 90°

Ma jeden kąt rozwarty. Pozostałe dwa kąty muszą być ostre.

Przykład
trójkąt równoramienny

W trójkącie równoramiennym kąt przy wierzchołku ma \(40^\circ\). Oblicz miary kątów przy podstawie.

1
W trójkącie równoramiennym kąty przy podstawie są równe, więc oznaczamy je przez \(x\) i \(x\).
2
Korzystamy z sumy kątów w trójkącie: \[ x + x + 40^\circ = 180^\circ \] \[ 2x = 140^\circ \] \[ x = 70^\circ \]
3
Kąty przy podstawie mają po \(70^\circ\).
8.2.3

Suma kątów w trójkącie

Jedna z najważniejszych własności trójkąta mówi, że suma jego kątów wewnętrznych zawsze wynosi \(180^\circ\).

Wzór
\[ \alpha + \beta + \gamma = 180^\circ \]

Interpretacja graficzna

α β γ α γ β razem tworzą kąt półpełny
Przykład
obliczanie kąta

W trójkącie dwa kąty mają miary \(48^\circ\) i \(77^\circ\). Oblicz trzeci kąt.

1
Zapisujemy sumę kątów: \[ 48^\circ + 77^\circ + x = 180^\circ \]
2
Dodajemy znane kąty: \[ 125^\circ + x = 180^\circ \]
3
Obliczamy trzeci kąt: \[ x = 55^\circ \]
8.2.3

Obwód i pole trójkąta

Obwód liczymy przez dodanie długości boków, a pole najczęściej z podstawy i wysokości opuszczonej na tę podstawę.

Obwód trójkąta
\[ O = a + b + c \]

Obwód to suma długości wszystkich boków trójkąta.

Pole trójkąta
\[ P = \frac{a \cdot h}{2} \]

W tym wzorze \(a\) oznacza podstawę, a \(h\) wysokość opuszczoną na tę podstawę.

Podstawa i wysokość

podstawa \(a\) h
Przykład
pole trójkąta

Oblicz pole trójkąta, którego podstawa ma długość \(12\), a wysokość opuszczona na tę podstawę ma długość \(7\).

1
Zapisujemy wzór na pole: \[ P = \frac{a \cdot h}{2} \]
2
Podstawiamy dane: \[ P = \frac{12 \cdot 7}{2} \]
3
Obliczamy: \[ P = \frac{84}{2} = 42 \] Pole trójkąta wynosi \(42\) jednostki kwadratowe.
Ważne

Wysokość zawsze musi być opuszczona na tę podstawę, którą podstawiamy do wzoru. Jeżeli zmieniamy podstawę, to zwykle zmienia się też odpowiadająca jej wysokość.

8.3

Punkty szczególne w trójkącie

W trójkącie występują specjalne proste i punkty, które często pojawiają się w zadaniach geometrycznych. Na tym etapie warto znać ich nazwy i podstawową interpretację.

Element Co oznacza? Co powstaje?
Wysokości Proste przechodzące przez wierzchołek i prostopadłe do przeciwległego boku. Przecinają się w ortocentrum.
Środkowe Odcinki łączące wierzchołek ze środkiem przeciwległego boku. Przecinają się w środku ciężkości.
Dwusieczne kątów Proste dzielące kąty trójkąta na połowy. Przecinają się w środku okręgu wpisanego.
Symetralne boków Proste prostopadłe do boków i przechodzące przez ich środki. Przecinają się w środku okręgu opisanego.

Środkowa trójkąta

środek boku

Środkowa łączy wierzchołek ze środkiem przeciwległego boku.

Wysokość trójkąta

h

Wysokość jest prostopadła do boku lub do jego przedłużenia.

Okrąg wpisany

S

Okrąg wpisany jest styczny do wszystkich boków trójkąta.

Okrąg opisany

O

Okrąg opisany przechodzi przez wszystkie wierzchołki trójkąta.

Jak to zapamiętać?

Środek okręgu wpisanego leży tam, gdzie spotykają się dwusieczne kątów, bo taki punkt ma równe odległości od boków. Środek okręgu opisanego leży tam, gdzie spotykają się symetralne boków, bo taki punkt ma równe odległości od wierzchołków.

Minićwiczenie

Sprawdź, czy istnieje trójkąt

Wpisz trzy długości boków. Kalkulator sprawdzi warunek istnienia trójkąta i poda podstawową klasyfikację ze względu na boki.

Wpisz trzy dodatnie długości boków i kliknij „Sprawdź”.
Podsumowanie

Co trzeba zapamiętać?

Trójkąty są podstawowym narzędziem planimetrii. W kolejnych lekcjach będziemy korzystać z tych własności przy twierdzeniu Pitagorasa, podobieństwie, czworokątach i okręgach.

Warunek trójkąta Suma dwóch krótszych boków musi być większa od najdłuższego boku.
Suma kątów W każdym trójkącie \(\alpha + \beta + \gamma = 180^\circ\).
Trójkąt równoboczny Ma trzy równe boki i trzy kąty po \(60^\circ\).
Trójkąt równoramienny Ma dwa równe ramiona i równe kąty przy podstawie.
Pole Najczęściej liczymy ze wzoru \(P = \frac{a \cdot h}{2}\).
Punkty szczególne Warto znać wysokości, środkowe, dwusieczne i symetralne.