Площі плоских фігур
Формул площі в шкільному курсі багато, і саме через це тема здається складною. Насправді за майже всіма стоїть одна ідея — основа, помножена на висоту, — а решта формул є її варіаціями або наслідками. Тому головна навичка тут не пам'ять, а вибір: побачивши, що саме дано в умові, швидко визначити, яка з формул до цих даних підходить.
Трикутник
Площу трикутника обчислюють кількома способами — залежно від того, що відомо:
де — висота до сторони , — кут між сторонами і , а — півпериметр (формула Герона).
Вибір формули підказує сама умова:
| Що дано | Яку формулу брати |
|---|---|
| Сторона й висота до неї | |
| Дві сторони й кут між ними | |
| Три сторони | формула Герона |
Друга формула — це насправді перша: висота дорівнює , бо вона є катетом прямокутного трикутника з гіпотенузою і кутом . Тому окремо запам'ятовувати її не обов'язково — досить пам'ятати, звідки береться висота.
Сторони трикутника дорівнюють і , а кут між ними — . Знайдемо площу.
- Беремо формулу ;
- підставляємо: ;
- оскільки , маємо .
Відповідь: .
Для рівностороннього трикутника зі стороною формулу варто знати напам'ять — вона трапляється надто часто, щоб щоразу виводити:
Чотирикутники
Прямокутник і квадрат — окремі випадки: і .
Площа паралелограма — це «основа на висоту» (), а трикутник дає половину (), бо він — половина паралелограма з тими самими основою й висотою.
У формулі висота — це перпендикуляр до основи, а не сусідня сторона. Плутанина тут — найпоширеніша помилка теми: для паралелограма з кутом і сторонами та площа дорівнює , а зовсім не .
Основи трапеції дорівнюють і , висота — . Знайдемо площу.
- Знаходимо середню лінію (півсуму основ): ;
- множимо на висоту: .
Відповідь: .
Круг, сектор і дуга
Сектор — частина круга між двома радіусами; його площа становить таку саму частку площі круга, яку кут становить від повного кута .
Обидві формули для сектора побудовані на одному множнику — частці . Тому окремо їх учити не треба: візьми повну величину (площу круга або довжину кола) і помнож на цю частку. Наприклад, чверть круга — це його площі.
Радіус круга дорівнює , центральний кут сектора — . Знайдемо площу сектора.
- Частка від повного кута: ;
- площа всього круга: ;
- площа сектора: .
Відповідь: .
Правильний многокутник
Площу правильного -кутника зі стороною й апофемою (радіусом уписаного кола) знаходять як половину добутку периметра на апофему:
Формула має просте пояснення: правильний -кутник розрізають із центра на рівних трикутників з основою й висотою . Площа кожного — , а всіх разом — , тобто . Та сама ідея, до речі, працює й для площі трикутника через радіус уписаного кола: .
Типові помилки
- Беруть бічну сторону замість висоти. Висота завжди перпендикулярна до основи. Якщо дано кут, висоту дістають множенням сторони на синус цього кута.
- Забувають множник у площі трикутника. Швидка перевірка: площа трикутника має бути вдвічі меншою за площу прямокутника з тими самими основою й висотою.
- Плутають радіус із діаметром у формулі круга. У стоїть саме радіус; якщо в умові дано діаметр, його спершу треба поділити навпіл.
- Рахують частку сектора від замість . Повний кут круга — .
- Змішують одиниці. Якщо одна сторона в сантиметрах, а інша в метрах, перед множенням їх треба звести до однакових одиниць.
Перевір себе
Площу сектора вводь у частках (9*pi або 9π); решту — звичайним числом.
Перевірка порівнює чисельно.