Биссектрисой (от лат. bi - "двойное", и sectio - "разрезание") угла называется луч, который исходит из вершины угла и делить угол на две равные части (пополам) (рис. 1).
Содержание:
Определение биссектрисы
Определение
Мнемоническое правило: биссектриса это крыса, которая бегает по углам и делит угол пополам.
Пример
Задание. В угле $\alpha=150^{\circ}$ проведена биссектриса. Чему равен каждый из полученных углов?
Решение. Так как по определению биссектриса делит угол на два равных, то полученные углы равны соответственно
$$\angle \alpha_{1}=\angle \alpha_{2}=\frac{150^{\circ}}{2}=75^{\circ}$$Ответ. и $75^{\circ}$ и $75^{\circ}$
Свойства биссектрис
-
Теорема (Свойство биссектрисы). Биссектриса внутреннего угла треугольника делит противоположную сторону в отношении, равном отношению двух прилежащих сторон (рис. 2):
$$\frac{x}{y} = \frac{a}{b}$$ - Биссектрисы внутренних углов треугольника пересекаются в одной точке, называемой инцентром, в центре вписанной в этот треугольник окружности.
- Биссектрисы одного внутреннего и двух внешних углов треугольника пересекаются в одной точке. Эта точка является центром одной из трех вневписанных окружностей этого треугольника.
- Основания биссектрис двух внутренних и одного внешнего углов треугольника лежат на одной прямой, если биссектриса внешнего угла не параллельна противоположной стороне треугольника.
- Если биссектрисы внешних углов треугольника не параллельны противоположным сторонам, то их основания лежат на одной прямой.
-
Теорема Штейнера-Лемуса. Если в треугольнике две биссектрисы равны, то треугольник - равнобедренный.
Якоб Штейнер (1796 - 1863) - швейцарский математик, основатель синтетической геометрии кривых линий и поверхностей 2-го и высших порядков. Даниель Христиан Лудольф Лемус (1780 - 1863) - французский математик.
- Построение треугольника по трем заданным биссектрисам с помощью циркуля и линейки невозможно, причём даже при наличии трисектора.
- В равнобедренном треугольнике биссектриса угла, противоположного основанию, является медианой и высотой.
-
Расстояния от сторон угла до любой точки биссектрисы одинаковы.
Если задан треугольник со сторонами $a$, $b$ и $c$, то длина биссектрисы, проведенной к стороне $c$, вычисляется по формуле:
$$l_{c}=\frac{\sqrt{a b(a+b+c)(a+b-c)}}{a+b}$$
Пример
Задание. В треугольнике $ABC$ проведена биссектриса $AD$. Найти периметр треугольника, если $AC=4$, $DC=2$ и $BD=3$.
Решение. Сделаем чертеж (рис. 3).
По теореме про свойство биссектрисы имеем:
$$\frac{B D}{D C}=\frac{A B}{A C} \Rightarrow \frac{3}{2}=\frac{A B}{4} \Rightarrow A B=\frac{3 \cdot 4}{2}=6$$А тогда периметр треугольника, как сумма всех сторон, равен:
$$P_{\Delta A B C}=6+3+2+4=15$$Ответ. $P_{\Delta A B C}=15$
Читать дальше: что такое вершина угла.