Вопрос:

5. На клетчатой бумаге с размером клетки 1 × 1 нарисован треугольник АВС. Найдите сумму углов АВС и АСВ. Ответ дайте в градусах.

Ответ:

Решение:

В треугольнике сумма углов всегда равна 180 градусам. Нам нужно найти сумму углов $$\angle ABC$$ и $$\angle ACB$$. Это два угла треугольника ABC. Следовательно, их сумма равна $$180^{\circ}$$ минус третий угол $$\angle BAC$$.

1. Определим координаты вершин треугольника:

Предположим, что точка пересечения линий в нижнем левом углу - это (0,0).

  • A: (2, 3)
  • B: (1, 1)
  • C: (4, 1)

2. Найдём угол BAC:

Для этого найдём векторы AB и AC:

  • $$\vec{AB} = (x_B - x_A, y_B - y_A) = (1 - 2, 1 - 3) = (-1, -2)$$
  • $$\vec{AC} = (x_C - x_A, y_C - y_A) = (4 - 2, 1 - 3) = (2, -2)$$

Косинус угла между векторами вычисляется по формуле: $$\cos(\alpha) = \frac{\vec{a} \cdot \vec{b}}{|\vec{a}| |\vec{b}|}$$

  • $$\vec{AB} \cdot \vec{AC} = (-1)(2) + (-2)(-2) = -2 + 4 = 2$$
  • $$|\vec{AB}| = \sqrt{(-1)^2 + (-2)^2} = \sqrt{1 + 4} = \sqrt{5}$$
  • $$|\vec{AC}| = \sqrt{(2)^2 + (-2)^2} = \sqrt{4 + 4} = \sqrt{8} = 2\sqrt{2}$$

$$\cos(\angle BAC) = \frac{2}{\sqrt{5} \cdot 2\sqrt{2}} = \frac{1}{\sqrt{10}}$$

$$\angle BAC = \arccos(\frac{1}{\sqrt{10}}) \approx 71.565^{\circ}$$

3. Найдем сумму углов ABC и ACB:

Сумма углов треугольника = 180°

$$\angle ABC + \angle ACB + \angle BAC = 180^{\circ}$$

$$\angle ABC + \angle ACB = 180^{\circ} - \angle BAC$$

$$\angle ABC + \angle ACB = 180^{\circ} - 71.565^{\circ} \approx 108.435^{\circ}$$

Альтернативный метод, более простой для клетчатой бумаги:

Заметим, что треугольник ABC является равнобедренным, так как основание BC параллельно оси X и имеет длину 3 клетки (4-1=3). Координаты B(1,1) и C(4,1). Вершина A(2,3). Высота из A на BC падает на середину BC. Середина BC = ( (1+4)/2, (1+1)/2 ) = (2.5, 1). То есть, треугольник не равнобедренный.

Давайте перерисуем и определим координаты более точно по картинке:

A: (2, 3)

B: (1, 1)

C: (4, 1)

Сторона BC параллельна оси X, ее длина $$4-1=3$$ клетки. Высота треугольника из A на BC равна $$3-1=2$$ клетки.

Угол BAC: $$\vec{AB} = (1-2, 1-3) = (-1, -2)$$. $$\vec{AC} = (4-2, 1-3) = (2, -2)$$.

$$\cos(\angle BAC) = \frac{(-1)(2) + (-2)(-2)}{\sqrt{(-1)^2+(-2)^2} \sqrt{2^2+(-2)^2}} = \frac{-2+4}{\sqrt{5}\sqrt{8}} = \frac{2}{\sqrt{40}} = \frac{2}{2\sqrt{10}} = \frac{1}{\sqrt{10}}$$

$$\angle BAC = \arccos(\frac{1}{\sqrt{10}}) \approx 71.565^{\circ}$$.

Сумма углов ABC и ACB = $$180^{\circ} - \angle BAC = 180^{\circ} - 71.565^{\circ} \approx 108.435^{\circ}$$

Ответ: $$\approx 108.4$$ градусов.