Как найти биссектрису треугольника
Задача «дан треугольник – найти биссектрису» решается по чёткой формуле через длины сторон. Никаких измерений углов не требуется – достаточно знать все три стороны треугольника и сторону, к которой вы хотите провести биссектрису.
Как вычислить биссектрису по трём сторонам
Пусть треугольник обозначен как ABC. Стороны известны:
a = BC– сторона, на которую падает биссектриса;b = ACиc = AB– две другие стороны.
Длина биссектрисы lₐ, проведённой из вершины A к стороне a, вычисляется по формуле:
Если вам нужна биссектриса к другой стороне, просто поменяйте обозначения: для биссектрисы к стороне b используйте стороны a и c как прилежащие, а саму b – как противолежащую.
Пример расчёта
Дан треугольник со сторонами 5, 6 и 7. Найдём длину биссектрисы к стороне 7 (то есть a = 7, b = 5, c = 6).
Подставляем значения:
\[ l = \sqrt{ 5 \cdot 6 \cdot \left(1 - \frac{7^2}{(5 + 6)^2}\right) } = \sqrt{ 30 \cdot \left(1 - \frac{49}{121}\right) } = \sqrt{ 30 \cdot \frac{72}{121} } = \sqrt{ \frac{2\,160}{121} } \approx 4{,}23 \]Ответ: длина биссектрисы ≈ 4,23.
Калькулятор выше работает по этой же формуле – достаточно ввести длины сторон и выбрать, к какой из них вы ищете биссектрису.
Какие ещё формулы могут пригодиться
Иногда удобнее использовать другие выражения той же длины – например, когда известен угол между сторонами или отрезки основания.
Через две стороны и угол
Если известны стороны b и c и угол α между ними, биссектрису к противолежащей стороне можно найти сразу:
Эта формула получается из предыдущей заменой a по теореме косинусов и упрощением тригонометрического выражения.
Связь с теоремой Стюарта
Классический вывод опирается на свойство биссектрисы: она делит противолежащую сторону на отрезки, пропорциональные прилежащим сторонам. Если биссектриса из вершины A делит сторону a на отрезки a₁ и a₂, то
Зная, что a₁ + a₂ = a, можно выразить a₁ и a₂ через известные стороны, а затем применить теорему Стюарта для вычисления l_a. Результат, как и ожидается, совпадает с основной формулой.
Коротко: алгоритм поиска биссектрисы
- Определите, к какой стороне треугольника вам нужна биссектриса.
- Запишите длины всех трёх сторон. Убедитесь, что они удовлетворяют неравенству треугольника.
- Подставьте в формулу
l = √(b·c·(1 – a²/(b+c)²)), гдеa– выбранная сторона,bиc– две остальные. - Вычислите значение под корнем, затем извлеките квадратный корень.
Если вместо стороны известен угол – используйте формулу с косинусом половины угла. В любом случае, один и тот же результат можно проверить через онлайн-калькулятор, подставив исходные числа.