Triangolo

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Un triangolo

In geometria, il triangolo è un poligono formato da tre angoli o vertici e da tre lati: rappresenta la figura più semplice in assoluto, in quanto tre è il numero minimo di segmenti necessari per delimitare una superficie chiusa.

Indice

[modifica] Caratteristiche

Il triangolo è caratterizzato dalle seguenti proprietà:

  1. è una figura indeformabile, a differenza degli altri poligoni con quattro o più lati;
  2. è l'unico poligono per cui non è richiesto che sia regolare perché sia sempre possibile circoscrivere e sia sempre possibile inscrivere una circonferenza, perchè è postulato che per tre punti passi sempre una e una sola circonferenza;
  3. la somma degli angoli interni è uguale ad un angolo piatto, ossia 180°: va comunque precisato che tale uguaglianza vale soltanto nella geometria euclidea e non in altri tipi di geometria come la geometria sferica e la iperbolica, dove invece tale somma è, rispettivamente, maggiore e minore di 180°;
  4. ciascun angolo esterno è uguale alla somma dei due angoli interni non adiacenti;
  5. almeno due angoli interni sono acuti, non essendo possibile che più di un angolo interno sia retto od ottuso;
  6. un angolo retto può essere presente soltanto in un triangolo isoscele od in un triangolo scaleno, ma mai in un triangolo equilatero.

Le ultime tre proprietà sono facilmente verificabili come diretta conseguenza della prima.
Due triangoli sono congruenti se soddisfano almeno uno dei criteri di congruenza.
Due triangoli si dicono simili se soddisfano almeno uno dei criteri di similitudine.

[modifica] Classificazione dei triangoli

I triangoli possono essere classificati in base alla lunghezza dei lati:

  • In un triangolo equilatero tutti i lati hanno lunghezza uguale. Un triangolo equilatero si può definire equivalentemente come triangolo equiangolo, ovvero triangolo avente i suoi angoli interni di uguale ampiezza, pari a 60°.
  • In un triangolo isoscele due lati hanno lunghezza uguale. Un triangolo isoscele si può definire equivalentemente come triangolo avente due angoli interni di uguale ampiezza.
  • In un triangolo scaleno tutti i lati hanno lunghezze differenti. Un triangolo scaleno si può definire equivalentemente come triangolo avente i tre angoli interni di diverse ampiezze.
Triangolo Equilatero Triangolo Isoscele Triangolo Scaleno
Equilatero Isoscele Scaleno

I triangoli possono essere classificati anche in base alle dimensioni del loro angolo interno più ampio; sono descritti di seguito usando i gradi d'arco.

Triangolo Rettangolo Triangolo Ottusangolo Triangolo Acutangolo
Rettangolo Ottusangolo Acutangolo

[modifica] Triangoli degeneri e triangoli ideali

Si dice triangolo degenere un triangolo che presenta un angolo di 180°. Gli altri due angoli hanno necessariamente ampiezza zero, ed un lato misura quanto la somma degli altri due: tale triangolo, come insieme di punti (graficamente), costituisce un segmento.

Si usa il termine triangolo degenere anche per una figura ottenuta come limite di un triangolo nel quale alcuni dei suoi vertici vanno all'infinito; tale figura si chiama anche triangolo ideale. Questa costruzione è molto usata in geometria iperbolica.

Un triangolo ideale con un vertice all'infinito risulta essere una striscia delimitata da un segmento e da due semirette che si estendono illimitatamente nella stessa direzione, ciascuna delle quali ha come estremit\`a una estremit\`a del segmento; in particolare le rette possono essere ortogonali al segmento.

[modifica] Punti notevoli

Ad ogni triangolo sono associati vari punti, ciascuno dei quali svolge un ruolo che, per qualche aspetto, lo qualifica come centrale per il triangolo stesso. Definiamo concisamente questi punti riferendoci ad un triangolo T i cui vertici denotiamo con A, B e C e i cui lati opposti denotiamo rispettivamente con a, b e c.

  • ortocentro di T è l'intersezione delle sue altezze;
  • baricentro o centroide di T è l'intersezione delle sue mediane;
  • incentro di T è l'intersezione delle sue tre bisettrici, ovvero il centro dell'incerchio di T;
  • circocentro di T è l'intersezione dei suoi tre assi, ovvero il centro della sua circonferenza circoscritta (vedi Circumcerchio);
  • excentro di T opposto a un suo vertice A è l'intersezione della sua bisettrice in A e delle due bisettrici esterne relative ai due vertici rimanenti B e C;
  • punto di Bevan di T è il circocentro del triangolo excentrale di T;
  • punto di Apollonio di T è l'intersezione dei tre segmenti che rispettivamente uniscono un vertice A di T con il punto nel quale l'excerchio di T opposto ad A è tangente al cerchio tangente ai tre excerchi di T;
  • punto di Gergonne di T è l'intersezione dei tre segmenti che rispettivamente uniscono un vertice A di T con il punto nel quale il lato di T opposto ad A è tangente dell'incerchio di T;
  • punto di Nagel di T è l'intersezione dei tre segmenti ciascuno dei quali unisce un vertice di T con il punto nel quale il suo lato opposto è tangente del corrispondente excerchio;
  • punto di Fermat di T è l'intersezione dei tre segmenti ciascuno dei quali unisce un vertice A di T con il vertice non appartenente a T del triangolo equilatero uno dei cui lati è il lato a opposto ad A ed esterno a T;
  • punto di Napoleone di T è l'intersezione dei tre segmenti che collegano ognuno un suo vertice A con il centro del triangolo equilatero costruito, esternamente a T, sul lato a opposto ad A;
  • centro dei nove punti di T è il centro del cosiddetto cerchio dei nove punti (o cerchio di Feuerbach) di T; questi nove punti comprendono i tre punti medi dei lati di T, i tre piedi delle altezze di T, i punti medi dei tre segmenti ciascuno dei quali unisce un vertice di T con l'ortocentro di T.
  • punto pedale di T è l'intersezione di ciascuna delle tre rette perpendicolari ai lati di T.
  • punto ceviano di T è l'intersezione di tre rette ceviane.

[modifica] Formulario

[modifica] Formule trigonometriche

Si applica la trigonometria per trovare l'altezza h

L'area di un triangolo può essere trovata per via trigonometrica. Usando le lettere della figura a destra, l'altezza h = a sen γ. Sostituendo questo nella formula trovata precedentemente (per via geometrica), S = ½ab sen γ. L'area di un triangolo è quindi anche uguale al semiprodotto di due lati per il seno dell'angolo compreso.

Di conseguenza, per la nota identità sen x = sen(180°-x), l'area di un triangolo qualsiasi con i due lati a e b e l'angolo compreso γ, è uguale all'area del triangolo con gli stessi lati a e b ma con angolo compreso supplementare (180°-γ)

L'area di un parallelogramma con due lati adiacenti a e b e angolo compreso γ è è il doppio di quella del triangolo che ha gli stessi dati, cioè ab sen γ.

Per risolvere il triangolo, cioè determinare la misura di tutti i lati ed angoli, dati due lati e l'angolo compreso fra di essi, o un lato e i due angoli adiacenti, si usano il teorema dei seni e il teorema del coseno, quest'ultimo meglio noto col nome di Carnot.

L'area del triangolo può essere misurata con la formula matematica:

A = \frac{bh}{2} dove b è la base e h l'altezza ad essa relativa, perchè il triangolo va visto come la metà di un parallelogrammo di base b e altezza h.

oppure con A = \sqrt{p(p - a)(p - b)(p - c)} dove a, b e c sono i lati e p il semiperimetro (Formula di Erone).

[modifica] Formule analitiche

Consideriamo un triangolo ABC nel piano cartesiano individuato attraverso le coppie di coordinate dei vertici (xA,yA),(xB,yB),(xC,yC).

La sua area A e il suo perimetro p sono ottenibili con le espressioni

A=\frac{1}{2} \left| \det\begin{pmatrix}x_A & x_B & x_C \\ y_A & y_B & y_C \\ 1 & 1 & 1\end{pmatrix} \right| = \frac{1}{2} \big| x_A (y_B - y_C) - x_B(y_A - y_C) + x_C (y_A - y_B) \big|
P = \sqrt{(x_A - x_B)^2 + (y_A - y_B)^2} + \sqrt{(x_A - x_C)^2 + (y_A - y_C)^2} + \sqrt{(x_B - x_C)^2 + (y_B - y_C)^2}

[modifica] Geometrie non euclidee

Il concetto di triangolo si estende ed è ampiamente usato in tutte le geometrie non euclidee. Un triangolo in una geometria non euclidea si differenzia generalmente per il fatto che la somma dei suoi angoli interni non è 180°: questa somma è inferiore a 180° per ogni triangolo nel caso di una geometria iperbolica, mentr è superiore per ogni triangolo nel caso di una geometria ellittica.

[modifica] Voci correlate

[modifica] Altri progetti

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