ОГЭ · Математика · Геометрия, часть 1 (№15–19)
Задание 15: прямоугольный треугольник — теорема Пифагора и тригонометрия
Разбираем самый частый сюжет линии 15: дан прямоугольный треугольник, известны угол (через синус, косинус или тангенс) и одна сторона — надо найти другую.
- ⚠Путают синус и косинус: умножают гипотенузу на косинус, когда нужен синус
- ⚠Берут за гипотенузу не ту сторону — гипотенуза всегда лежит против прямого угла
- ⚠В теореме Пифагора складывают квадраты, когда нужно вычесть (ищут катет, а не гипотенузу)
- ⚠Считают, что катет против угла 30° равен половине другого катета, а не половине гипотенузы
- ⚠Записывают ответ с корнем, хотя число получается целым: √49 надо довести до 7
Что спрашивают в линии 15
Одна задача — одна теорема
Линия 15 в спецификации называется «треугольники, четырёхугольники, многоугольники и их элементы». На практике это короткая задача в один-два шага: чаще всего дан прямоугольный треугольник, известны одна сторона и одна тригонометрическая функция острого угла, требуется найти вторую сторону. Ответ — число, обоснование в бланк не записывается, поэтому здесь важна скорость и аккуратность, а не оформление. Помни про правило аттестата: минимальный порог ОГЭ — 8 первичных баллов, и не менее двух из них должны быть набраны по геометрии. Задания 15–19 стоят по 1 баллу каждое, и именно они чаще всего закрывают это требование. Ключ ко всей линии — не искать хитрость. Если в условии есть прямой угол и два числа, почти наверняка нужна теорема Пифагора или одно из трёх тригонометрических отношений. Ошибка почти всегда возникает не в вычислениях, а на шаге «какая сторона гипотенуза» и «какой катет противолежащий». Поэтому первым действием подписывай стороны, а не считай.
| Теорема Пифагора | c² = a² + b², где c — гипотенуза (лежит против прямого угла), a и b — катеты. Отсюда катет: a = √(c² − b²) |
|---|---|
| Синус острого угла | sin = противолежащий катет / гипотенуза. Значит противолежащий катет = гипотенуза · sin |
| Косинус острого угла | cos = прилежащий катет / гипотенуза. Значит прилежащий катет = гипотенуза · cos |
| Тангенс острого угла | tg = противолежащий / прилежащий. Гипотенуза в тангенсе не участвует вообще |
| Основное тождество | sin²α + cos²α = 1. Если дан косинус, синус находится как √(1 − cos²α) — для острого угла берём знак плюс |
| Сумма острых углов | два острых угла прямоугольного треугольника дают в сумме 90°, поэтому sin одного равен cos другого |
Как перестать путать синус с косинусом
Обе дроби имеют гипотенузу в знаменателе, различаются только числителем, и именно здесь теряется балл. Работает такой приём: встань мысленно в вершину названного угла и посмотри «через треугольник». Сторона, которую ты видишь напротив себя и которая тебя не касается, — противолежащий катет (он идёт в синус). Две стороны, выходящие из твоей вершины, — это прилежащий катет и гипотенуза, и прилежащий катет идёт в косинус. Второй приём — контроль по буквам. Пусть угол C прямой, значит гипотенуза AB (в её названии нет буквы C). Рассматриваем угол A: сторона BC не содержит буквы A, значит она противолежит углу A и относится к синусу. Сторона AC содержит букву A, значит она прилежащая и относится к косинусу. Это правило механическое и не требует чертежа: BC = AB·sin A, AC = AB·cos A. Третий контроль — по величине. Синус и косинус острого угла всегда меньше единицы, поэтому катет всегда получается меньше гипотенузы. Если у тебя катет вышел больше гипотенузы — формула применена не в ту сторону, ты умножил там, где надо было делить.
Разбор примера
Дан синус и гипотенуза
В треугольнике ABC угол C равен 90°, sin A = 0,6, AB = 20. Найдите BC.
Показать решение по шагам
- 1. Прямой угол при вершине C, значит гипотенуза — сторона AB = 20, а катеты — AC и BC.
- 2. Рассматриваем угол A. В названии стороны BC нет буквы A, значит BC — противолежащий катет для угла A.
- 3. Противолежащий катет и гипотенуза связаны синусом: sin A = BC / AB.
- 4. Подставляем: 0,6 = BC / 20, значит BC = 20 · 0,6 = 12.
- 5. Проверка правдоподобия: 12 < 20, катет меньше гипотенузы — всё согласуется.
- 6. Дополнительный контроль по Пифагору: cos A = √(1 − 0,36) = 0,8, тогда AC = 20 · 0,8 = 16, и 12² + 16² = 144 + 256 = 400 = 20². Сходится.
Ответ: Ответ: 12
Именно здесь теряют балл: увидев «0,6», ученик пишет AC = 20 · 0,6 = 12 и сдаёт 12 как ответ на вопрос про AC. Но 20 · 0,6 — это BC, а AC = 20 · cos A = 20 · 0,8 = 16. Перед умножением всегда произноси вслух: «сторона, которую ищу, противолежит углу или прилежит ему?»
Разбор примера
Дан косинус, а спрашивают другой катет
В треугольнике ABC угол C равен 90°, cos A = 0,8, AB = 20. Найдите BC.
Показать решение по шагам
- 1. Дан косинус, а BC — противолежащий катет для угла A, то есть напрямую косинус его не даёт.
- 2. Сначала находим синус по основному тождеству: sin²A = 1 − cos²A = 1 − 0,64 = 0,36, значит sin A = 0,6 (угол острый, берём положительный корень).
- 3. Теперь BC = AB · sin A = 20 · 0,6 = 12.
- 4. Второй путь без тригонометрии: AC = AB · cos A = 20 · 0,8 = 16, дальше по теореме Пифагора BC = √(20² − 16²) = √(400 − 256) = √144 = 12.
- 5. Оба пути дали 12 — значит арифметика верна.
Ответ: Ответ: 12
Разбор примера
Дан тангенс: гипотенуза не нужна
В треугольнике ABC угол C равен 90°, tg A = 3/4, AC = 8. Найдите BC.
Показать решение по шагам
- 1. Тангенс связывает только два катета: tg A = противолежащий / прилежащий = BC / AC.
- 2. Подставляем известное: 3/4 = BC / 8.
- 3. Отсюда BC = 8 · 3/4 = 6.
- 4. Типичная ошибка — считать AC гипотенузой и писать BC = 8 · 0,6 = 4,8. Но гипотенуза здесь AB, и она в условии не дана вообще.
- 5. Проверка: катеты 6 и 8 дают гипотенузу √(36 + 64) = 10, и тогда sin A = 6/10 = 0,6, cos A = 8/10 = 0,8, tg A = 0,6/0,8 = 0,75 = 3/4. Условие выполнено.
Ответ: Ответ: 6
| Пифагоровы тройки |
|
|---|---|
| Треугольник 30° — 60° — 90° | катет против 30° равен половине гипотенузы; второй катет равен половине гипотенузы, умноженной на √3 |
| Треугольник 45° — 45° — 90° | катеты равны, гипотенуза = катет · √2, каждый катет = гипотенуза · (√2/2) |
| Значения функций | sin 30° = 0,5; cos 30° = √3/2 ≈ 0,87; sin 45° = cos 45° = √2/2 ≈ 0,71; sin 60° = √3/2; tg 45° = 1 |
| Медиана к гипотенузе | равна половине гипотенузы — это радиус описанной окружности прямоугольного треугольника |
Разбор примера
Угол 30° без всякой тригонометрии
В треугольнике ABC угол C равен 90°, угол A равен 30°, AB = 14. Найдите BC.
Показать решение по шагам
- 1. Гипотенуза AB = 14, ищем катет BC, который противолежит углу A = 30°.
- 2. Свойство: катет, лежащий против угла 30°, равен половине гипотенузы.
- 3. BC = 14 : 2 = 7.
- 4. Через тригонометрию получится то же самое: BC = AB · sin 30° = 14 · 0,5 = 7.
- 5. Частая ошибка — «половина» применяется ко второму катету. Проверим: AC = 14 · cos 30° = 14 · 0,87 ≈ 12,1, и это точно не 7. Половина гипотенузы — только у катета против угла 30°.
Ответ: Ответ: 7
Ловушка «плюс вместо минуса». Если в условии даны гипотенуза и катет, теорема Пифагора работает на вычитание: при AC = 8 и AB = 17 катет BC = √(289 − 64) = √225 = 15. Если по привычке сложить (√(289 + 64) = √353 ≈ 18,8), получится число больше гипотенузы, чего быть не может. Правило контроля: гипотенуза — самая длинная сторона треугольника, всегда сверяйся с этим.
Вопрос на проверку
В треугольнике ABC угол C равен 90°, AB = 25, sin A = 0,8. Чему равен катет AC?
Ответить и проверить себя — после бесплатной регистрации.
Вопрос на проверку
В прямоугольном треугольнике катеты равны 9 и 12. Чему равна гипотенуза?
Ответить и проверить себя — после бесплатной регистрации.
Вопрос на проверку
В треугольнике ABC угол C равен 90°, tg B = 2, BC = 7. Чему равен AC?
Ответить и проверить себя — после бесплатной регистрации.
Задание №15 в формате экзамена
Ответить и проверить себя — после бесплатной регистрации.
Задание №15 в формате экзамена
Ответить и проверить себя — после бесплатной регистрации.
Задание №15 в формате экзамена
Ответить и проверить себя — после бесплатной регистрации.
Задание №15 в формате экзамена
Ответить и проверить себя — после бесплатной регистрации.