ارتفاعهای مثلث: خطوط جادویی درون مثلث
ارتفاع مثلث چیست؟
فرض کنید یک کوهنورد میخواهد مستقیماً از پای کوه به قلهی آن صعود کند. کوتاهترین و سریعترین مسیر، مسیری است که بهصورت یک خط مستقیم و عمود بر زمین به سمت بالا میرود. در دنیای مثلثها نیز ارتفاع دقیقاً همین مفهوم را دارد. ارتفاع یک مثلث، پارهخطی است که از یک رأس۴ مثلث به ضلع مقابل آن (قاعده۵) کشیده میشود و بر آن عمود است. عمود بودن یعنی با آن زاویهی 90 درجه یا زاویهی قائمه میسازد، درست مانند گوشههای یک کاغذ یا یک در.
انواع مثلث و ارتفاعهای آنها
نحوهی قرارگیری ارتفاعها در انواع مثلثها متفاوت است. این تفاوت به شکل مثلث بستگی دارد.
| نوع مثلث | ویژگیهای ارتفاع | مثال از زندگی |
|---|---|---|
| مثلث حادهزاویه۶
همه زوایا تند
|
هر سه ارتفاع در درون مثلث قرار میگیرند. | برش یک پنیر مثلثی که هیچ زاویهی بازتی ندارد. |
| مثلث قائمالزاویه۷
یک زاویه قائمه
|
دو ضلع مثلث (که زاویه قائمه را تشکیل میدهند)، خود بر هم عمودند و مانند ارتفاع عمل میکنند. ارتفاع سوم در درون مثلث است. | گوشهی یک کتاب یا صفحهی تلویزیون. |
| مثلث منفرجهزاویه۸
یک زاویه باز
|
دو ارتفاع از مثلث خارج میشوند و برای کشیدن آنها باید ضلعهای مقابل را امتداد داد. فقط یک ارتفاع در درون مثلث قرار دارد. | یک تکه کیک که برش بزرگی از آن برداشته شده باشد. |
ارتفاع و محاسبه مساحت
مهمترین کاربرد ارتفاع، پیدا کردن مساحت مثلث است. مساحت، اندازهی سطح داخل یک شکل است. برای محاسبهی مساحت مثلث، از یک فرمول جادویی استفاده میکنیم:
$ \text{مساحت} = \frac{1}{2} \times \text{قاعده} \times \text{ارتفاع} $
یا به زبان ساده: مساحت برابر است با: یکدوم ضربدر اندازهی قاعده ضربدر اندازهی ارتفاع.
مثال: اگر یک زمین بازی به شکل مثلث داشته باشیم که قاعدهی آن 10 متر و ارتفاع آن 6 متر باشد، مساحت آن میشود: $ \frac{1}{2} \times 10 \times 6 = 30 $ متر مربع. این فرمول به ما کمک میکند تا فضای مورد نیاز برای چمنکاری یا ساخت یک سرسره را محاسبه کنیم.
اشتباهات رایج و پرسشهای مهم
خیر. این یک اشتباه رایج است. هر مثلث به ازای هر کدام از سه رأسش، یک ارتفاع دارد؛ یعنی در مجموع سه ارتفاع. این سه ارتفاع در یک نقطه به نام «مرکز ارتفاعی»۹ همدیگر را قطع میکنند.
خیر. در مثلثهای منفرجهزاویه، ارتفاع مربوط به رأس زاویهی باز، خارج از مثلث قرار میگیرد و روی امتداد ضلع مقابل خواهد بود.
بله! شما میتوانید هر یک از سه ضلع مثلث را به عنوان «قاعده» در نظر بگیرید، اما باید حتماً از ارتفاع متناظر با همان قاعده استفاده کنید. ارتفاعی که از رأس مقابل آن قاعده بر آن عمود شده است.
پاورقی
۱ارتفاع مثلث (Altitude of Triangle): پارهخطی که از یک رأس به ضلع مقابل (یا امتداد آن) عمود میشود.
۲عمود (Perpendicular): دو خط که با هم زاویهی ۹۰ درجه (زاویه قائمه) میسازند.
۳مساحت (Area): اندازهی سطح محصور شده در یک شکل دوبعدی.
۴رأس (Vertex): نقطهای که دو ضلع مثلث در آن به هم میرسند (جمع: رئوس).
۵قاعده (Base): ضلعی از مثلث که به عنوان پایه برای محاسبه ارتفاع و مساحت در نظر گرفته میشود.
۶مثلث حادهزاویه (Acute Triangle): مثلثی که هر سه زاویهی آن کمتر از ۹۰ درجه باشد.
۷مثلث قائمالزاویه (Right Triangle): مثلثی که یک زاویهی آن دقیقاً ۹۰ درجه باشد.
۸مثلث منفرجهزاویه (Obtuse Triangle): مثلثی که یکی از زاویههای آن بزرگتر از ۹۰ درجه باشد.
۹مرکز ارتفاعی (Orthocenter): نقطهی برخورد سه ارتفاع یک مثلث.