Прямоугольник изучают все школьники и он принадлежит к классу параллелограммов. Наибольший интерес вызывает вычисления площади и периметра прямоугольника.
Напомним что параллелограммы при сторонам имеют как острые так и тупые углы (смотрите рисунок ).
Прямоугольником называют такой параллелограмм у которого все углы прямые. Все это обобщенно, поскольку, если параллелограмм имеет хотя бы один прямой угол то все остальное - также прямые. Большинство предметов которые нас окружают имеют форму прямоугольника: стол, окна, двери, комнаты, участки земли и т.п.
Рассмотрим прямоугольник
Точки А, В, С и D принято называть вершинами прямоугольника, а отрезки, которые соединяют АВ, ВС, CD и AD - сторонами прямоугольника (ширина и длина). Те из сторон которые имеют общую вершину называются соседними. Остальные не подпадающие этому определению называют противоположными ( Противоположные стороны параллельны между собой).
Отрезок соединяющий наиболее отдаленные вершины называется диагональю прямоугольника.
Свойства прямоугольника
Рассмотрим чем отличается прямоугольник от других фигур.
1. В прямоугольнике противоположные стороны равны.
2. Уровни между собой и имеют 90 градусов все углы прямоугольника.
3. Диагонали прямоугольника равны и в точке пересечения делятся пополам.
4. Диагонали треугольника делят его на два одинаковых треугольника.
Таким образом, если в параллелограмме все углы ровны или один прямой, или одинаковые диагонали то это прямоугольник. Что касается четырехугольников, то среди них прямоугольниками будут только те, у которых все углы равны или хотя бы три прямые. Биссектриса угла прямоугольника отсекает от него равнобедренный треугольник.
Основными геометрическими характеристиками прямоугольника является периметр и площадь.
Периметр прямоугольника - формула
Периметр равен сумме всех сторон, при этом стороны попарно равны между собой. Поэтому формула периметру прямоугольника имеет вид
P=2(a+b).
Пример 1. Стороны прямоугольника равны 5 и 7 см. Найти его периметр.
Решение. Подставляем значения в формулу периметру прямоугольника
P=2(5+7)=24 (см).
Ответ. Периметр равен 24 см.
Формула площади прямоугольника
Площадь прямоугольника равна произведению его ширины на высоту.
S=a*b.
Если задано длину диагоналей (d) и угол между ними (alpha) то формула площади прямоугольника равна половине квадрата диагоналей на синус угла между ними.
S=d*d*sin(alpha)/2.
Не забывайте что площадь измеряется в единицах квадратных, поэтому если размеры заданы в метрах то площадь будет в метрах квадратных, сантиметрах - площадь в сантиметрах квадратных и т.п.
Пример 2. Диагонали прямоугольника пересекаются под углом 30 градусов и ровны 5 см. Какова площадь прямоугольника?
Решение. Подставляем данные в формулу площади прямоугольника через диагонали
Ответ. Площадь равна 6,25 сантиметров квадратных.
Диагонали прямоугольника
В прямоугольнике длину диагонали вычисляют через длины сторон по теореме Пифагора
d=sqrt(a^2+b^2) или 
Итак Вы уже знаете как найти площадь прямоугольника, периметр и диагональ.
Стороны прямоугольника
Если известна диагональ и одна сторона то вторую также определяем по теореме Пифагора
или 
Описанная и вписанная окружность в прямоугольник
Диаметр или радиус описанной вокруг прямоугольника окружности Вы видимо вычисляли. Однако вряд ли задумывались о вписанной окружности и геометрическом место ее центров.
Диаметр описанной окружности равен диагонали (d), соответственно радиус описанной окружности - половине диагонали (R=d/2). Вписанных окружностей в прямоугольник можно построить множество. Радиус вписанной окружности равен половине длины меньшей стороны прямоугольника (r=b/2). Если соединить центры всех возможных вписанных окружностей то получим отрезок MN длина которого равна разности сторон (MN=a-b).
Приведенная информация о вписанной и описанной окружности редко пригодится Вам при решении задач но Вы должны знать как в таких случаях вычислять указанные величины.
Задачи на прямоугольник
Стороны прямоугольника
Задача 1. Длина диагонали и стороны прямоугольника составляют 10 и 8 см. Найдите другую сторону.
Решение. По теореме Пифагора вычисляем
Ответ. Сторона равна 6 см.
-------------------------------
Задача 2. Длина диагонали прямоугольника равна 5 см. Одна сторона меньше другой на сантиметр. Найдите стороны прямоугольника.
Решение. Обозначим первую сторону через х, тогда по условию вторая – х -1. Составляем уравнение
Возводим к квадрату и решаем квадратное уравнение
Второе значение не имеет смысла. Для вычисления меньшей стороны выполняем вычитание
Ответ. Стороны прямоугольника равны 3 и 4 см.
-------------------------------
Задачи на площадь и периметр прямоугольника
Задача 3. Большая сторона прямоугольника 8 см. Меньшая составляет четверть большой. Какая площадь и периметр прямоугольника?
Решение. Четверть большей означает одна четвертая часть, то есть
b= 8/4=2 (см).
Площадь и периметр находим по формулам
P=2(2+8)=20 (см); S=2*8=16 (см^2).
Ответ. Периметр 20 см, площадь 16 сантиметров квадратных.
-------------------------------
Задача 4. Участок земли имеет площадь 64 квадратных метров. Какой периметр участка если диагонали пересекаются под прямым углом?
Решение.
Поскольку угол между диагоналями 90 градусов, то это квадрат. Площадь квадрата равна квадрату стороны
Отсюда находим сторону
Периметр находим по формуле
Ответ. Периметр равен 32 метра.
Не забывайте что периметр измеряется в единицах длины, а площадь - в единицах квадратных.
Теперь Вы знаете как найти периметр и площадь прямоугольника. Пользуйтесь формулами на практике и совершенствуйте навыки вычислений указанных величин.
Посмотреть материалы:
