Какими свойствами обладает трапеция

Трапе́ция (от др.-греч. τραπέζιον — «столик» от τράπεζα — «стол») — выпуклый четырёхугольник, у которого две стороны параллельны. Часто в определение трапеции добавляют условие, что две другие стороны должны быть не параллельны[1]. Параллельные противоположные стороны называются основаниями трапеции, а две другие — боковыми сторонами. Средняя линия — отрезок, соединяющий середины боковых сторон.

Варианты определения[править | править код]

Существует и другое определение трапеции.

Трапеция — это выпуклый четырёхугольник, у которого две стороны параллельны[2][3]. Согласно этому определению, параллелограмм и прямоугольник — частные случаи трапеции. Однако при использовании такого определения большинство признаков и свойств равнобедренной трапеции перестают быть верными (так как параллелограмм становится её частным случаем). Приведённые в разделе Общие свойства формулы верны для обоих определений трапеции.

Связанные определения[править | править код]

Элементы трапеции[править | править код]

Точка пересечения диагоналей трапеции, точка пересечения продолжений её боковых сторон и середины оснований лежат на одной прямой

Параллельные противоположные стороны называются основаниями трапеции.
Две другие стороны называются боковыми сторонами.
Отрезок, соединяющий середины боковых сторон, называется средней линией трапеции.
Углом при основании трапеции называется ее внутренний угол, образованный основанием с боковой стороной.

Виды трапеций[править | править код]

Трапеция, у которой боковые стороны равны, называется равнобедренной трапецией (реже равнобокой[4] или равнобочной[5] трапецией).
Трапеция, имеющая прямые углы при боковой стороне, называется прямоугольной.

Равнобедренная трапеция
Прямоугольная трапеция

Свойства[править | править код]

Основной источник: [6]

Средняя линия трапеции параллельна основаниям и равна их полусумме.[7]
Отрезок, соединяющий середины диагоналей трапеции, равен половине разности оснований и лежит на средней линии.
Отрезок, параллельный основаниям и проходящий через точку пересечения диагоналей, делится последней пополам и равен среднему гармоническому длин оснований трапеции.
В трапецию можно вписать окружность, если сумма длин оснований трапеции равна сумме длин её боковых сторон.
Точка пересечения диагоналей трапеции, точка пересечения продолжений её боковых сторон и середины оснований лежат на одной прямой.
Если сумма углов при одном из оснований трапеции равна 90°, то продолжения боковых сторон пересекаются под прямым углом, а отрезок, соединяющий середины оснований, равен полуразности оснований.
Диагонали трапеции делят ее на 4 треугольника. Два из них, прилежащие к основаниям, подобны. Два других, прилежащие к боковым сторонам, имеют одинаковую площадь.
Если отношение оснований равно , то отношение площадей треугольников, прилежащих к основаниям, равно .
Высота трапеции определяется формулой:

где — большее основание, — меньшее основание, и — боковые стороны.
Их можно выразить в явном виде:

Если, наоборот, известны боковые стороны и диагонали, то основания выражаются формулами:

а при известных основаниях и диагоналях боковые стороны следующие:

Если же известна высота , то

Прямая Ньютона для трапеции совпадает с её средней линией.

Равнобедренная трапеция[править | править код]

Трапеция является равнобедренной тогда и только тогда, когда выполнено любое из следующих эквивалентных условий:

прямая, которая проходит через середины оснований, перпендикулярна основаниям (то есть является осью симметрии трапеции);
высота, опущенная из вершины на большее основание, делит его на два отрезка, один из которых равен полусумме оснований, другой — полуразности оснований;
углы при любом основании равны;
сумма противоположных углов равна 180°;
длины диагоналей равны;
вокруг этой трапеции можно описать окружность;
вершинами этой трапеции также являются вершины некоторого антипараллелограмма.

Кроме того

если в равнобедренной трапеции диагонали перпендикулярны, то высота равна полусумме оснований.

Вписанная и описанная окружность[править | править код]

Если сумма оснований трапеции равна сумме боковых сторон, то в неё можно вписать окружность. Средняя линия в этом случае равна сумме боковых сторон, делённой на 2 (так как средняя линия трапеции равна полусумме оснований).
В трапеции её боковая сторона видна из центра вписанной окружности под углом 90°.
Если трапецию можно вписать в окружность – то она равнобедренная.
Радиус описанной окружности равнобедренной трапеции:[источник не указан 1930 дней]

где — боковая сторона, — бо́льшее основание, — меньшее основание, — диагонали равнобедренной трапеции.

Если , то в равнобедренную трапецию можно вписать окружность радиуса

Площадь[править | править код]

Здесь приведены формулы, свойственные именно трапеции. См. также формулы для площади произвольных четырёхугольников.

Примечание: Приведённые выше две формулы эквивалентны, так как полусумма оснований равняется средней линии трапеции:

или

Средняя линия разбивает фигуру на две трапеции, площади которых соотносятся как[8]

Площадь равнобедренной трапеции:

где — боковая сторона, — бо́льшее основание, — меньшее основание, — угол между бо́льшим основанием и боковой стороной[9].

Площадь равнобедренной трапеции через её стороны

История[править | править код]

Слово “трапеция” происходит от греческого слова др.-греч. τραπέζιον «столик» (уменьш. от τράπεζα «стол»), означающего стол. В русском языке от этого слова происходит слово “трапеза” (еда).

Примечания[править | править код]

Источник

Привет!

Перед тобой лучший гид по трапеции! Только то, что нужно. Без воды.

Основные определения, формулы и свойства.

Помни о своей цели!

Тебе нужно подготовиться к ЕГЭ по математике так, чтобы поступить в ВУЗ мечты! Будь уверен!

Приступим!

НАЧАЛЬНЫЙ УРОВЕНЬ

Что такое трапеция?

Трапеция – такой четырехугольник, у которого две стороны параллельны, а две другие – нет.

Параллельные стороны называются – основания, а непараллельные стороны называются боковые стороны.

Вот, смотри:

Оказывается, трапеция (как и треугольник) бывает равнобедренная.

Если боковые стороны трапеции равны, то она называется равнобедренной (или равнобокой).

И тут возникает вопрос: а могут ли у трапеции быть равными ОСНОВАНИЯ?

А вот и нет. Тогда это получится не трапеция, а параллелограмм, потому что две стороны окажутся параллельны и равны (вспоминаем признаки параллелограмма)

Свойства трапеции

Итак, что ты должен знать о свойствах трапеции…

Сумма углов при каждой боковой стороне трапеции равна 180°.
(у нас на рисунке ( displaystyle angle 1+angle 2=180{}^circ ) и ( displaystyle angle 3+angle 4=180{}^circ ))

Почему так? Ну, конечно, просто потому, что основания – параллельны, а боковая сторона – секущая. Вот и получается, что ( displaystyle angle 1) и ( displaystyle angle 2) – внутренние односторонние углы при параллельных ( displaystyle AD) и ( displaystyle BC) и секущей ( displaystyle AB). Поэтому ( displaystyle angle 1+angle 2=180{}^circ ). И точно так же ( displaystyle angle 3) и ( displaystyle angle 4) – внутренние односторонние углы при тех же параллельных ( displaystyle AD) и ( displaystyle BC), но секущая теперь – ( displaystyle CD).

Видишь: главное, что играет роль – это параллельность оснований. Давай разберем еще некоторые свойства трапеции.

Как у всякого четырехугольника, у трапеции есть диагонали. Их две – посмотри на рисунки:

Снова порассуждаем об углах:

Опять ( displaystyle AD) и ( displaystyle BC) – параллельные, а диагональ ( displaystyle AC) – секущая. Поэтому ( displaystyle angle 1=angle 2).

А теперь рассмотрим сразу 2 диагонали и 4 угла:

( displaystyle angle 1=angle 2)

( displaystyle angle 3=angle 4)

Что из этого может следовать?

Очень важный факт:

Треугольники ( displaystyle BOC) и ( displaystyle AOD) – подобны по двум углам.
Их коэффициент подобия равен отношению оснований: ( displaystyle K=frac{a}{b}).

Средняя линия трапеции

Для начала – что же такое средняя линия трапеции?

Средняя линия трапеции – это отрезок, который соединяет середины боковых сторон трапеции.

Оказывается, длину этой средней линии можно выразить через длины оснований трапеции. А именно, имеет место такая формула:

( displaystyle m=frac{a+b}{2}), то есть:

Длина средней линии трапеции равна полусумме (то есть половине суммы) длин оснований.

А ещё:

Средняя линия трапеции параллельна ее основаниям.

Трапеция, вписанная в окружность

Даже если ты ещё не изучал темы «Окружность. Вписанный угол» и «Вписанный четырехугольник», тебе будет полезно (и, надеюсь, интересно) узнать следующий удивительный факт:

Это закрытый контент

Оставьте E-mail и получите на почту доступ к нему

Если трапецию можно вписать в окружность, то она – равнобокая.

Доказывать это мы не будем (здесь, во всяком случае), а вот запомнить хорошо бы – пригодится!

Подведём итог – он короткий.
Самое важное, что есть в трапеции – две параллельные стороны и BCE свойства трапеции именно этим и определяются.

Так что, если у тебя в задаче трапеция, – используй параллельность и всё получится!

Трапеция – такой четырехугольник, у которого две стороны параллельны, а две другие – нет.

Параллельные стороны называются основаниями, а непараллельные – боковыми сторонами.

Если боковые стороны трапеции равны, то она называется равнобедренной (или равнобокой).

Почему? ( displaystyle AD) и ( displaystyle BC) – параллельны, а ( displaystyle AB) и ( displaystyle CD) – секущие, поэтому:

( angle 1+angle 2=180{}^circ );
( angle 3+angle 4=180{}^circ ).

Треугольники ( displaystyle BOC) и ( displaystyle AOD) подобны по двум углам.
(( displaystyle angle 1=angle 2) и ( displaystyle angle 3=angle 4) – как накрест лежащие)

Коэффициент подобия треугольников ( displaystyle BOC) и ( displaystyle AOD) равен отношению оснований:

( K=frac{a}{b})

Сначала сформулируем основное определение, которое тебе нужно знать для понимания этого свойства трапеции:

Средняя линия трапеции – отрезок, соединяющий середины боковых сторон.

А теперь формула:

А вот и само третье свойство трапеции:

Средняя линия трапеции равна полусумме оснований и параллельна им.

А это почему? Ту чуть – чуть сложнее – потребуется провести аж одну лишнюю линию!

Итак, проведём ( displaystyle CEparallel AB). Тогда четырехугольник ( displaystyle ABCE) – параллелограмм.

Возьмём середину ( displaystyle M) стороны ( displaystyle AB) и середину ( displaystyle K) стороны ( displaystyle CE).

Оба: ( displaystyle MBCK) и ( displaystyle AMKE) – снова параллелограммы (( displaystyle MBparallel CK) и ( displaystyle MB=CK); ( displaystyle AMparallel KE) и ( displaystyle AM=KE)).

Ну вот, значит ( displaystyle MKparallel AD), да ещё ( displaystyle MK=BC=a).

Поедем дальше.

Проведём ( displaystyle KN) – среднюю линию в ( displaystyle Delta ECD).

Знаем, что ( displaystyle KNparallel ED) и ( KN=frac{1}{2}ED)

Что же из всего этого следует?

( displaystyle MNparallel AD) (так как через точку ( displaystyle K) можно провести лишь одну прямую параллельную ( displaystyle AD), поэтому ( displaystyle MK) и ( displaystyle KN) – одна прямая ( displaystyle MN))
( displaystyle MN=MK+KN=a+frac{b-a}{2})
( displaystyle MN=frac{a+b}{2})

Вот и доказали!

Если трапеция вписана в окружность, то она равнобокая.

Почему? Подробнее смотри в теме «Вписанный четырехугольник», а тут – двумя строчками:

( angle 1+angle 2=180{}^circ ) (трапеция же!)

( angle 3+angle 2=180{}^circ ) (вписанный четырехугольник)

( Rightarrow angle 1=angle 3). Ну, и так же ( angle 2=angle 4).

Это закрытый контент

Оставьте E-mail и получите на почту доступ к нему

В любой трапеции следующие четыре точки лежат на одной прямой:

( displaystyle E) – точка пересечения продолжений боковых сторон;
( displaystyle F) и ( displaystyle H) – середины оснований;
( displaystyle G) – точка пересечения диагоналей.

Эту теорему доказывать не будем – не пугайся.

Заметим только, что ВЕРНО и ОБРАТНОЕ:

Если в каком-нибудь четырехугольнике какие-нибудь три из перечисленных четырёх точек окажутся на одной прямой, то четырёхугольник этот – ТРАПЕЦИЯ.

Биссектрисы углов при боковой стороне трапеции перпендикулярны.

( left{ begin{array}{l}angle 1+angle 2+angle 3+angle 4=180{}^circ -так, как, трапеция\angle 1=angle 2\angle 3=angle 4 -так, как, биссектрисаend{array} right.Rightarrow 2cdot angle 2+2cdot angle 3=180{}^circ Rightarrow )

( angle 2+angle 3=90{}^circ Rightarrow angle AEB =90{}^circ )

Здесь мы ещё раз увидим, как полезно в трапеции бывает провести линию, параллельную или боковой стороне, или диагонали – сразу появляется новый взгляд. Один раз мы уже так делали – в пункте про среднюю линию. А теперь ты узнал новый факт, который относительно часто встречается в задачах.

В трапеции с перпендикулярными диагоналями ( FH=frac{AD+BC}{2})

Давай докажем! Это уже целая задача, которая вполне может попасться прямо на экзамене!

Это закрытый контент

Оставьте E-mail и получите на почту доступ к нему

Ну вот, и ты теперь старайся с помощью новых знаний и методов решать задачки про трапецию – они обычно не слишком сложные. Главное, твёрдо помнить все свойства трапеции и не забывать о параллельности оснований и иногда (в задачах посложнее) бывает полезно провести что-то параллельное или соединить боковые стороны.

Проведём ( displaystyle BKparallel AC) и ( displaystyle BLparallel FH).

Обозначим ( displaystyle BC=text{ }a); ( displaystyle AD=b).

Тогда:

( displaystyle Delta KBD) – прямоугольный
( begin{array}{l}left{ begin{array}{l}LD=frac{b}{2}+frac{a}{2}=frac{a+b}{2}\LK=a+frac{b}{2}-frac{a}{2}=frac{a+b}{2}end{array} right.Rightarrow BL-медиана~в~ Delta KBD.\end{array})

Значит, ( BL=frac{KD}{2}) (медиана, проведенная к гипотенузе, равна её половине).

То есть ( BL=frac{a+b}{2}).

Но ведь ( displaystyle FH=BL) (так как ( displaystyle BFHL) – параллелограмм)( Rightarrow ) ( FH=frac{a+b}{2}).

Трапеция – четырёхугольник, у которого две стороны параллельны (они называются основания), а две другие – нет (это боковые стороны).

Сумма углов при каждой боковой стороне трапеции равна 180°
( displaystyle angle 1+angle 2=180{}^circ ) и ( displaystyle angle 3+angle 4=180{}^circ )

Средняя линия трапеции (( displaystyle MN)) – отрезок, соединяющий середины боковых сторон:

( displaystyle AM=MB, CN=ND).

Средняя линия параллельна основаниям: ( displaystyle MNparallel BCparallel AD).
Длина средней линии трапеции равна полусумме длин оснований: ( displaystyle MN=frac{BC+AD}{2}).

Диагонали любой трапеции пересекаются в точке О.

Треугольники, образованные основаниями трапеции и отрезками диагоналей
(( displaystyle BOC) и ( displaystyle AOD)) подобны по двум углам с коэффициентом подобия равным отношению оснований: ( displaystyle k=frac{BC}{AD}).
Площади треугольников, образованных боковыми сторонами и отрезками диагоналей трапеции, равны: ( displaystyle {{S}_{Delta AOB}}={{S}_{Delta COD}}).

Равнобедренная (равнобокая) трапеция – это трапеция, у которой боковые стороны равны:

( displaystyle AB=CD).

Свойства равнобедренной трапеции:

диагонали равны: ( displaystyle AC=BD);
углы при основании равны: ( displaystyle angle A=angle D,text{ }angle B=angle C);
сумма противолежащих углов равна ( displaystyle 180{}^circ ): ( displaystyle angle A+angle C=angle B+angle D=180{}^circ ).

Если трапецию можно вписать в окружность, то она – равнобокая.
Стороны и диагональ равнобокой трапеции связаны соотношением: ( displaystyle A{{C}^{2}}=B{{D}^{2}}=ADcdot BC+A{{B}^{2}}).

Площадь трапеции равна полусумме оснований, умноженной на высоту: ( displaystyle {{S}_{ABCD}}=frac{BC+AD}{2}cdot h).

P.S. Последний бесценный совет ????

Ну вот, тема закончена. Если ты читаешь эти строки, значит, ты очень крут.

Почему?

Потому что только 5% людей способны освоить что-то самостоятельно. И если ты дочитал до конца, ты попал в эти 5%!

Теперь самое главное.

Ты разобрался с теорией по этой теме. И, повторюсь, это… это просто супер! Ты уже лучше, чем абсолютное большинство твоих сверстников.

Проблема в том, что этого может не хватить…

Для чего?

Для успешной сдачи ОГЭ или ЕГЭ, для поступления в 10 класс или в институт на бюджет и, самое главное, для жизни.

Я не буду тебя ни в чем убеждать, просто скажу одну вещь…

Люди, получившие хорошее образование, зарабатывают намного больше, чем те, кто его не получил. Это статистика.

Но и это не главное.

Главное то, что они более счастливы (есть такие исследования). Возможно, потому, что перед ними открывается гораздо больше возможностей и жизнь становится ярче? Не знаю…

Но думай сам…

Что нужно, чтобы быть наверняка лучше других на ОГЭ или ЕГЭ и быть в конечном итоге… более счастливым?

Набить руку, решая задачи.

На экзамене у тебя не будут спрашивать теорию.

Тебе нужно будет решать задачи на время. И, если ты не решал их (много!), ты обязательно где-нибудь глупо ошибешься или просто не успеешь. Это как в спорте: нужно много раз повторить, чтобы выиграть наверняка.

Найди где хочешь сборник, обязательно с решениями, подробным разбором и решай, решай, решай!

Можешь воспользоваться нашим сборником задач с подробным разбором, и мы их всячески рекомендуем, потому что они разбиты по темам, по типам и даже собраны в целую программу подготовки.

Если решишь набить руку с помощью наших задач, зайди на сайт 100gia и приобрети одну из программ.

А еще можешь зарегистрироваться и получить доступ к огромному количеству бесплатных материалов, видеоуроков, тестов.

После регистрации ты сможешь:

проверить свою готовность к каждому типу задач на ЕГЭ (пройдя тест);
подтянуть слабые места с помощью видеоуроков, вебинаров;
понять тему с помощью статей учебника YouClever;
набить руку, решая задачи и получая проверку и решения;
сдать пробный ЕГЭ и получить сразу оценку и разбор ошибок.

Бонус: информатика и физика.

И в заключение…

Если наши задачи тебе не нравятся, найди другие. Только не останавливайся на теории.

“Понял” и “Умею решать” – это совершенно разные навыки. Тебе нужны оба.

Найди задачи и решай!

Скажи погромче!

Если умеешь решать задачи по свойствам трапеции об окружности и о сумме сторон, поздравляю, ты сделал шаг в олимпиадный уровень!

А еще задачи по этой теме встречаются особенно часто во второй части ОГЭ.

Понравилась ли тебе статья? Все ли было понятно?

Если есть вопросы или предложения, пиши нам внизу в комментариях! А еще пиши, что думаешь о статье в целом ????

Мы читаем все и будем очень рады узнать.

Удачи!

Источник

В этой статье мы постараемся насколько возможно полно отразить свойства трапеции. В частности, речь пойдет про общие признаки и свойства трапеции, а также про свойства вписанной трапеции и про окружность, вписанную в трапецию. Затронем мы и свойства равнобедренной и прямоугольной трапеции.

Пример решения задачи с использованием рассмотренных свойств поможет вам разложить по местам в голове и лучше запомнить материал.

Трапеция и все-все-все

Для начала коротко вспомним, что такое трапеция и какие еще понятия с ней связаны.

Итак, трапеция – фигура-четырехугольник, две из сторон которой параллельны друг другу (это основания). И две не параллельны – это боковые стороны.

В трапеции может быть опущена высота – перпендикуляр к основаниям. Проведены средняя линия и диагонали. А также из любого угла трапеции возможно провести биссектрису.

Про различные свойства, связанные со всеми эти элементами и их комбинациями, мы сейчас и поговорим.

Свойства диагоналей трапеции

Чтобы было понятнее, пока читаете, набросайте себе на листке трапецию АКМЕ и проведите в ней диагонали.

Если вы найдете середины каждой из диагоналей (обозначим эти точки Х и Т) и соедините их, получится отрезок. Одно из свойств диагоналей трапеции заключается в том, что отрезок ХТ лежит на средней линии. А его длину можно получив, разделив разность оснований на два: ХТ = (a – b)/2.
Перед нами все та же трапеция АКМЕ. Диагонали пересекаются в точке О. Давайте рассмотрим треугольники АОЕ и МОК, образованные отрезками диагоналей вместе с основаниями трапеции. Эти треугольники – подобные. Коэффициент подобия k треугольников выражается через отношение оснований трапеции: k = АЕ/КМ.
Отношение площадей треугольников АОЕ и МОК описывается коэффициентом k2.
Все та же трапеция, те же диагонали, пересекающиеся в точке О. Только в этот раз мы будем рассматривать треугольники, которые отрезки диагоналей образовали совместно с боковыми сторонами трапеции. Площади треугольников АКО и ЕМО являются равновеликими – их площади одинаковые.
Еще одно свойство трапеции включает в себя построение диагоналей. Так, если продолжить боковые стороны АК и МЕ в направлении меньшего основания, то рано или поздно они пересекутся к некоторой точке. Дальше, через середины оснований трапеции проведем прямую. Она пересекает основания в точках Х и Т.
Если мы теперь продлим прямую ХТ, то она соединит вместе точку пересечения диагоналей трапеции О, точку, в которой пересекаются продолжения боковых сторон и с