Формули чотирикутників і кола з довідки НМТ
~10 хв · 9 розділів · 10 тестових запитань
Частина кар’єрної траєкторії НМТ 2027: 3 обов’язкові + хімія.
У довідці НМТ — площі чотирикутників, коло, круг і рівняння кола. Ти навчишся швидко знаходити потрібну формулу, розрізняти висоту й сторону, застосовувати їх до задач і звужувати просторові формули до площини.
У довідці НМТ ти знайдеш дві формули площі паралелограма й одну — для прямокутника. Розберімося, коли яку застосовувати і чому висоту не можна плутати зі стороною.
Формули з довідки
Паралелограм — це чотирикутник, протилежні сторони якого паралельні. Довідка дає два способи обчислити його площу:
S = a · hₐ — добуток сторони на висоту, проведену до цієї сторони.
S = ab sin γ — добуток двох сусідніх сторін на синус кута між ними.
Для прямокутника формула простіша: S = ab, де a і b — сусідні сторони. Прямокутник — окремий випадок паралелограма, у якого всі кути прямі, тому обидві формули паралелограма теж працюють: sin 90° = 1, тож S = ab · 1 = ab.
Висота — це перпендикуляр, а не сусідня сторона
Найпоширеніша помилка — у формулі S = a · hₐ брати за висоту сусідню сторону. Висота — це перпендикуляр, опущений з вершини на протилежну сторону (або її продовження). Розгляньмо приклад.
Нехай сторони паралелограма дорівнюють 10 і 6, а гострий кут між ними — 30°. Щоб знайти висоту до сторони 10, розглянь прямокутний трикутник, утворений висотою, сусідньою стороною 6 і кутом 30°: h = 6 · sin 30° = 6 · 0,5 = 3. Тоді S = 10 · 3 = 30. Якби ти помилково взяв за висоту сторону 6, отримав би S = 10 · 6 = 60 — це вдвічі більше за правильну відповідь.
Чому підходить будь-який кут паралелограма
У формулі S = ab sin γ γ — це кут між сторонами a і b. У паралелограма сума сусідніх кутів дорівнює 180°. Синуси суміжних кутів рівні: sin(180° − γ) = sin γ. Це формула зведення, яка теж є в довідці НМТ. Тому байдуже, який кут узяти — гострий чи тупий, результат буде той самий.
Дві висоти паралелограма
До різних сторін можна провести різні висоти, але добуток сторони на відповідну висоту завжди дає ту саму площу: a · hₐ = b · h_b. Це випливає з того, що площа — одна й та сама. Наприклад, сторони паралелограма 12 і 8, висота до сторони 12 дорівнює 4. Тоді S = 12 · 4 = 48, а висота до сторони 8 дорівнює 48 : 8 = 6.
Квадрат: окремої формули в довідці немає
Квадрат — одночасно прямокутник і ромб, тому окремої формули для нього в довідці немає. Його площу можна знайти як S = a² (сторона в квадраті) або S = d²/2 (половина квадрата діагоналі). Обидві формули випливають із загальних: квадрат — це прямокутник з рівними сторонами, і ромб з рівними діагоналями.
Фігура | Формула в довідці | Що означають величини |
|---|---|---|
Паралелограм | S = a · hₐ | a — сторона, hₐ — висота до неї |
Паралелограм | S = ab sin γ | a, b — сторони, γ — кут між ними |
Прямокутник | S = ab | a, b — сусідні сторони |
Квадрат | S = a² = d²/2 | a — сторона, d — діагональ (у довідці окремо не виділено) |
Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.
Ромб і трапеція — два важливі чотирикутники, для яких у довідці НМТ є окремі формули площі. Розгляньмо їх уважно.
Площа ромба через діагоналі
Ромб — це паралелограм, у якого всі сторони рівні. У довідці НМТ для ромба подано формулу:
S = ½ d₁d₂, де d₁ і d₂ — діагоналі ромба.
Оскільки ромб — паралелограм, до нього застосовні й обидві формули з попереднього розділу: S = a · h (сторона на висоту) і S = a² sin γ (квадрат сторони на синус кута). Обирай ту, для якої в задачі дано достатньо даних.
Діагоналі ромба перпендикулярні й діляться навпіл
Властивість діагоналей ромба: вони перетинаються під прямим кутом і в точці перетину діляться навпіл. Це дає змогу знайти сторону ромба через діагоналі за теоремою Піфагора.
Приклад: діагоналі ромба дорівнюють 10 і 24. Площа: S = ½ · 10 · 24 = 120. Половини діагоналей — 5 і 12, тому сторона ромба: a = √(5² + 12²) = √(25 + 144) = √169 = 13.
Площа трапеції
Трапеція — чотирикутник, у якого дві сторони паралельні (основи), а дві інші — ні (бічні сторони). Формула з довідки:
S = (a + b)/2 · h, де a і b — основи, h — висота (відстань між основами).
Бічна сторона трапеції — це не висота! Висота — перпендикуляр між основами. Якщо дано бічну сторону й кут до основи, висоту знаходять через синус кута.
Приклад: основи трапеції 7 і 15, бічна сторона 10 нахилена до більшої основи під кутом 30°. Висота: h = 10 · sin 30° = 5. Площа: S = (7 + 15)/2 · 5 = 11 · 5 = 55.
Окремі види трапецій
Прямокутна трапеція — одна бічна сторона перпендикулярна до основ, тому вона є висотою. Рівнобічна трапеція — бічні сторони рівні; проєкція бічної сторони на більшу основу дорівнює (a − b)/2, де a — більша основа, b — менша.
Фігура | Формула в довідці | Примітка |
|---|---|---|
Ромб | S = ½ d₁d₂ | Також S = a · h, S = a² sin γ |
Трапеція | S = (a + b)/2 · h | a, b — основи, h — висота |
Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.
У довідці НМТ є три ключові формули, пов'язані з колом: довжина кола, площа круга й рівняння кола. Розгляньмо кожну.
Довжина кола та площа круга
Довжина кола L обчислюється за формулою:
L = 2πR, де R — радіус кола.
Площа круга S (тобто частини площини, обмеженої колом) обчислюється за формулою:
S = πR².
Якщо дано діаметр d = 2R, то L = πd, а S = πd²/4.
Рівняння кола
Коло на координатній площині задається рівнянням:
(x − x₀)² + (y − y₀)² = R², де M(x₀; y₀) — центр кола, R — радіус.
Приклад 1: (x − 3)² + (y + 2)² = 25. Центр — (3; −2), радіус R = √25 = 5.
Приклад 2: x² + (y − 1)² = 7. Центр — (0; 1), радіус R = √7.
Як перевірити, чи лежить точка на колі
Підстав координати точки в рівняння кола. Якщо ліва частина дорівнює правій — точка лежить на колі.
Приклад: чи лежить точка A(6; 2) на колі (x − 3)² + (y + 2)² = 25? Підставляємо: (6 − 3)² + (2 + 2)² = 3² + 4² = 9 + 16 = 25. Так, точка A лежить на колі.
Зв'язок між довжиною кола та площею круга
Знаючи довжину кола, можна знайти радіус, а потім — площу круга. Наприклад, L = 10π ⇒ R = L/(2π) = 10π/(2π) = 5 ⇒ S = π · 5² = 25π.
Якщо радіус збільшити втричі, довжина кола зросте теж утричі (L = 2π·3R = 3·2πR), а площа круга — у 9 разів (S = π·(3R)² = 9·πR²).
Величина | Формула в довідці | Через діаметр |
|---|---|---|
Довжина кола L | L = 2πR | L = πd |
Площа круга S | S = πR² | S = πd²/4 |
Рівняння кола | (x − x₀)² + (y − y₀)² = R² | — |
Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.
Не всі потрібні формули є в довідці НМТ у готовому вигляді. Деякі доводиться виводити з наявних або звужувати з просторових аналогів.
Довжина дуги й площа сектора
У довідці НМТ немає окремих формул для довжини дуги та площі сектора. Довідка дає лише повне коло (L = 2πR) і повний круг (S = πR²). Щоб знайти довжину дуги, що відповідає центральному куту n°, бери частку від довжини кола: L_дуги = (n°/360°) · 2πR. Аналогічно площа сектора: S_сектора = (n°/360°) · πR². Ці формули вивчають окремо в юніті «Формули геометрії, яких немає в довідці НМТ».
Відстань між точками на площині
У довідці НМТ є формула відстані між точками в просторі:
|AB| = √((x₂ − x₁)² + (y₂ − y₁)² + (z₂ − z₁)²).
На площині координата z не використовується — просто прибери доданок із z. Для точок A(1; 2) і B(7; 10): |AB| = √((7 − 1)² + (10 − 2)²) = √(36 + 64) = √100 = 10.
Середина відрізка на площині
У довідці формула середини відрізка подана для простору:
x₀ = (x₁ + x₂)/2, y₀ = (y₁ + y₂)/2, z₀ = (z₁ + z₂)/2.
На площині третю координату відкидаємо. Для точок A(1; 2) і B(7; 10) середина: x₀ = (1 + 7)/2 = 4, y₀ = (2 + 10)/2 = 6, тобто (4; 6).
Вправа: формула — типова задача
Формула | Типова задача на НМТ |
|---|---|
S = a · hₐ | Ділянка у формі паралелограма, відомі сторона й висота |
½ d₁d₂ | Ромб за діагоналями, основа призми |
(a + b)/2 · h | Трапеція за основами й висотою |
2πR | Довжина обода колеса, огорожі круглої клумби |
πR² | Площа круглої клумби, дна басейну |
(x − x₀)² + (y − y₀)² = R² | Визначити центр і радіус кола за рівнянням |
Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.
Розгляньмо кілька типових завдань на НМТ, які перевіряють уміння застосовувати формули чотирикутників і кола.
Приклад 1. Площа паралелограма
Завдання (вибір однієї відповіді з п'яти). Сторони паралелограма дорівнюють 8 см і 5 см, а гострий кут між ними — 30°. Знайдіть площу паралелограма.
Розв'язання. У задачі дано дві сторони й кут між ними — застосуй формулу S = ab sin γ. Підставляємо: S = 8 · 5 · sin 30° = 40 · 0,5 = 20 (см²).
Відповідь: 20 см².
Чому інші варіанти неправильні:
40 — перемножили сторони, не врахувавши синус кута (S = ab без sin γ).
20√3 — узяли косинус 30° замість синуса (cos 30° = √3/2).
10 — поділили добуток сторін навпіл без жодної підстави.
26 — знайшли периметр (2·(8 + 5) = 26), а не площу.
Приклад 2. Відповідність: фігура — площа
Завдання (логічні пари). Установіть відповідність між фігурою (1–3) та її площею (А–Д).
1) Ромб з діагоналями 6 і 8.
2) Трапеція з основами 5 і 11 та висотою 4.
3) Круг, довжина кола якого дорівнює 8π.
Варіанти площ: А) 24; Б) 32; В) 48; Г) 16π; Д) 64π.
Розв'язання.
1) Ромб: S = ½ · 6 · 8 = 24. Відповідає А.
2) Трапеція: S = (5 + 11)/2 · 4 = 8 · 4 = 32. Відповідає Б.
3) Круг: L = 2πR = 8π ⇒ R = 4. S = π · 4² = 16π. Відповідає Г.
Чому інші варіанти неправильні: В) 48 — площа ромба без ½ (6·8 = 48); Д) 64π — узяли L = πR замість 2πR, тобто R = 8, S = 64π.
Приклад 3. Центр і радіус кола за рівнянням
Завдання (вибір однієї відповіді з п'яти). Укажіть центр і радіус кола, заданого рівнянням (x + 4)² + (y − 1)² = 9.
Розв'язання. Рівняння кола: (x − x₀)² + (y − y₀)² = R². Маємо (x + 4)² = (x − (−4))², тому x₀ = −4. (y − 1)² дає y₀ = 1. R² = 9, отже R = √9 = 3.
Відповідь: центр (−4; 1), радіус 3.
Чому інші варіанти неправильні:
(4; −1) і 3 — узяли знаки з дужки без зміни.
(−4; 1) і 9 — радіус узяли як число з правої частини, не добувши корінь.
(4; −1) і 9 — подвійна помилка: і знаки, і радіус.
(−4; −1) і 3 — помилка в координаті y₀.
Приклад 4. Відстань між точками на площині
Завдання (вибір однієї відповіді з п'яти). Знайдіть відстань між точками A(−2; 3) і B(4; −5).
Розв'язання. Використай просторову формулу з довідки, відкинувши z-координату: |AB| = √((4 − (−2))² + (−5 − 3)²) = √(6² + (−8)²) = √(36 + 64) = √100 = 10.
Відповідь: 10.
Чому інші варіанти неправильні:
14 — додали модулі різниць координат: |6| + |−8| = 14, а треба за теоремою Піфагора.
100 — не добули квадратний корінь.
2√2 — додали координати замість віднімання: (−2 + 4; 3 + (−5)) = (2; −2), тоді √(2² + 2²) = √8 = 2√2.
5 — взяли половину від 10 без обчислень.
Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.
У площі паралелограма беруть сусідню сторону замість висоти. Наприклад, зі сторонами 10 і 6 та кутом 30° обчислюють S = 10 · 6 = 60, хоча правильна відповідь 10 · 3 = 30. Висота — це перпендикуляр, а не сусідня сторона.
У формулі S = ab sin γ забувають синус або беруть косинус замість синуса. Пам'ятай: у довідці стоїть sin γ, а не cos γ.
У площі ромба гублять ½ і пишуть S = d₁d₂. Правильно: S = ½ d₁d₂. Половина добутку діагоналей — це площа ромба.
У площі трапеції беруть бічну сторону замість висоти або не ділять суму основ на 2. Бічна сторона — це не висота, якщо трапеція не прямокутна.
У рівнянні кола беруть знак центру з дужки без зміни: (x + 4)² ⇒ x₀ = 4, хоча правильно x₀ = −4. Також вважають R рівним числу справа, а не кореню з нього: R = 9 замість R = 3.
Плутають L = 2πR і S = πR². Довжина кола має множник 2, площа — квадрат радіуса.
Шукають у довідці окрему формулу відстані на площині й не бачать, що просторову формулу можна звузити, відкинувши доданок із z.
Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.
Формули чотирикутників і кола входять до кількох тем програми НМТ з математики:
Тема 5.4 — чотирикутники: паралелограм, прямокутник, ромб, трапеція.
Тема 5.6 — площі паралелограма, ромба, трапеції, круга й сектора, довжина кола й дуги.
Тема 5.7 — рівняння кола, відстань між точками й середина відрізка.
У демоваріанті НМТ-2026:
№ 15 — вписаний кут, довжина дуги й кола (вибір однієї відповіді з п'яти, 0 або 1 бал).
№ 18 — відрізки в прямокутній трапеції (відповідність «логічні пари», до 3 балів).
№ 21 — об'єм прямої призми з ромбом в основі через діагональний переріз: коротка відповідь лише десятковим дробом, 0 або 2 бали без часткових; площа ромба через діагоналі є в довідці.
Що є в довідці НМТ:
Площі паралелограма (двома формулами), прямокутника, ромба, трапеції.
L = 2πR, S = πR² і рівняння кола.
Чого в довідці немає:
Формул дуги, сектора й відстані на площині — їх треба виводити або звужувати з просторових формул.
Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.
Чому площа паралелограма не дорівнює добутку його сторін?
Тому що площа паралелограма залежить не тільки від довжин сторін, а й від кута між ними. Якщо просто перемножити дві сусідні сторони (S = ab), ви отримаєте площу прямокутника з такими сторонами. У паралелограма з гострим кутом, меншим за 90°, висота менша за сусідню сторону, тому й площа менша. Саме тому в довідці дві формули: S = a · hₐ (через висоту) і S = ab sin γ (через синус кута).
Яку формулу площі ромба вибрати, якщо відомі сторона й кут?
Ромб — це паралелограм, тому до нього застосовна формула S = a² sin γ, де a — сторона ромба, γ — будь-який кут. Якщо відомі діагоналі, зручніше взяти S = ½ d₁d₂. Якщо відома сторона й висота — S = a · h. Усі три формули дають той самий результат.
Як знайти відстань між точками на площині, якщо в довідці формула для простору?
У довідці НМТ подано просторову формулу |AB| = √((x₂ − x₁)² + (y₂ − y₁)² + (z₂ − z₁)²). На площині в точок немає координати z, тому доданок із z дорівнює нулю. Просто відкинь його: |AB| = √((x₂ − x₁)² + (y₂ − y₁)²). Це й є відстань на площині.
Як за рівнянням кола знайти центр, якщо в дужках стоїть плюс?
Рівняння кола має вигляд (x − x₀)² + (y − y₀)² = R². Якщо в дужках плюс, наприклад (x + 4)², це означає (x − (−4))², тому x₀ = −4. Знак центра завжди протилежний до знака в дужці. Для (y − 1)² маємо y₀ = 1.
Де в довідці довжина дуги й площа сектора?
У довідці НМТ немає окремих формул для довжини дуги та площі сектора. Там є лише формули для повного кола (L = 2πR) і повного круга (S = πR²). Довжину дуги, що відповідає центральному куту n°, знаходять як частку від довжини кола: L_дуги = (n°/360°) · 2πR. Площу сектора — аналогічно: S_сектора = (n°/360°) · πR².
Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.
Паралелограм: S = a · hₐ = ab sin γ; висота — перпендикуляр, а не сусідня сторона.
Прямокутник S = ab, ромб S = ½ d₁d₂, трапеція S = (a + b)/2 · h.
Коло: L = 2πR, круг: S = πR², рівняння кола (x − x₀)² + (y − y₀)² = R².
Центр кола — числа з протилежними знаками до тих, що в дужках; радіус — корінь із правої частини.
Відстань і середину на площині беремо з просторових формул без координати z.
Дугу й сектор знаємо напам'ять як частку кола й круга.
Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.
Перевірте себе на цьому юніті
Спробуйте ці 5 запитань — оберіть відповідь, щоб побачити, чи ви праві й чому. Приєднайтеся, щоб пройти повний тест юніту, який іде в глибину по цьому юніту.
1. Діагоналі ромба дорівнюють 10 см і 24 см. Знайдіть площу ромба.
2. Дано точки M(2; -3) і N(8; 5). Знайдіть координати середини відрізка MN.
3. Довжина кола дорівнює $10\pi$ см. Знайдіть площу відповідного круга.
4. Знайдіть відстань між точками A(-2; 3) і B(4; -5).
5. Сторони паралелограма дорівнюють 8 см і 5 см, а гострий кут між ними — 30°. Знайдіть площу паралелограма.
Це лише дрібка самоперевірки — повний тест юніту йде в глибину й використовує всі 10 запитань цього юніта і точно визначає, що вивчати.
Приєднатися, щоб пройти тест