Τρίγωνο

Στην γεωμετρία, το τρίγωνο είναι ένα από τα βασικά σχήματα. Ορίζεται ως μια κλειστή τεθλασμένη γραμμή τριών σημείων. Τα σημεία αυτά λέγονται κορυφές του τριγώνου και τα ευθύγραμμα τμήματα μεταξύ αυτών είναι οι πλευρές του. Έτσι, το τρίγωνο έχει τρεις πλευρές, και τρεις γωνίες, τις κυρτές που ορίζονται ανά δύο από τις πλευρές.

Ένα τρίγωνο με κορυφές , ,  συμβολίζεται με  ή απλά . Με έννοιες θεωρίας συνόλων, το τρίγωνο είναι η ένωση των τριών ευθυγράμμων τμημάτων , δηλαδή . Η κορυφή  λέμε ότι είναι απέναντι από την πλευρά , ενώ είναι προσκείμενη των πλευρών  και .

Δευτερεύοντα στοιχεία του τριγώνου είναι τα ύψη, οι διχοτόμοι, οι διάμεσοι και οι μεσοκάθετοι. Πρόκειται για το μοναδικό σχήμα που έδωσε το όνομά του σε ένα ολόκληρο μαθηματικό κλάδο, την τριγωνομετρία, γεγονός που καταδεικνύει τη σπουδαιότητά του.

Στην Ευκλείδεια γεωμετρία οποιαδήποτε τρία σημεία, μη συνευθειακά, ορίζουν ένα μοναδικό τρίγωνο και ένα μοναδικό επίπεδο .

 Είδη τριγώνων   
 Με βάση τα μήκη των πλευρών 
Τα τρίγωνα μπορούν να ταξινομηθούν συγκρίνοντας τις πλευρές μεταξύ τους:

 Σκαληνό: όταν όλες οι πλευρές του είναι άνισες  ή ισοδύναμα όλες οι γωνίες του είναι άνισες.
 Ισοσκελές: όταν δύο από τις πλευρές του είναι ίσες. Ο Ευκλείδης ορίζει τα ισοσκελή τρίγωνα με βάση τον αριθμό των ίσων πλευρών, δηλαδή μόνο δύο ίσες πλευρές. Μία διαφορετική προσέγγιση ορίζει τα ισοσκελή τρίγωνο με βάση τις κοινές ιδιότητες, δηλαδή τα ισόπλευρα τρίγωνα είναι ειδική περίπτωση των ισοσκελών τριγώνων.  Ένα ισοσκελές έχει και δύο γωνίες ίσες: είναι οι γωνίες που βρίσκονται απέναντι από τις δύο ίσες πλευρές. Αυτό είναι το θεώρημα του ισοσκελούς τριγώνου του Ευκλείδη. Μερικοί μαθηματικοί ορίζουν ένα ισοσκελές τρίγωνο να έχει ακριβώς δύο ίσες πλευρές, ενώ άλλοι ορίζουν ένα ισοσκελές τρίγωνο να έχει τουλάχιστον δύο ίσες πλευρές.  Ο δεύτερος ορισμός κάνει όλα τα ισόπλευρα τρίγωνα να είναι και ισοσκελή.
 Ισόπλευρο: όταν όλες οι πλευρές έχουν το ίδιο μήκος. Ένα ισόπλευρο τρίγωνο είναι ένα κανονικό πολύγωνο με όλες τις γωνίες του ίσες με 60°.

Σε διαγράμματα που παρουσιάζουν τρίγωνα (και άλλα γεωμετρικά σχήματα), τα σημάδια Ι, ΙΙ, ΙΙΙ, ΙV, κλπ κατά μήκος των πλευρών χρησιμοποιούνται για να υποδηλώσουν πλευρές με ίσο μήκος. (Το ισόπλευρο τρίγωνο έχει ίδιο σημάδι υποδιαίρεσης και στις 3 πλευρές, το ισοσκελές στις 2 πλευρές ενώ το σκαληνό έχει διαφορετικά σημάδια υποδιαίρεσης, δηλώνοντας έτσι ότι δεν έχει ίσες πλευρές.) Ομοίως τα τόξα στο εσωτερικό των κορυφών χρησιμοποιούνται για να υποδείξουν ίσες γωνίες.

Με βάση τις εσωτερικές γωνίες

Τα τρίγωνα μπορούν επίσης να ταξινομηθούν σύμφωνα με τις εσωτερικές γωνίες τους:
 Ορθογώνιο: το τρίγωνο το οποίο έχει μία από τις εσωτερικές γωνίες του ίση με 90° (ορθή γωνία).  Η πλευρά απέναντι από την ορθή γωνία είναι η υποτείνουσα πλευρά και είναι η μεγαλύτερη πλευρά του ορθογώνιου τριγώνου. Οι άλλες δύο πλευρές λέγονται κάθετες πλευρές. 
Στα ορθογώνια τρίγωνα ισχύει το πυθαγόρειο θεώρημα: το άθροισμα των τετραγώνων των μηκών των δύο καθέτων πλευρών είναι ίσο με το τετράγωνο του μήκους της υποτείνουσας: , όπου α, β είναι τα μήκη των καθέτων και γ είναι το μήκος της υποτείνουσας.

Ένα μη-ορθογώνιο τρίγωνο καλείται πλάγιο.
 Αμβλυγώνιο: το τρίγωνο το οποίο έχει μια εσωτερική γωνία μεγαλύτερη από 90°. Αν γ είναι η μεγαλύτερη πλευρά τότε .
 Οξυγώνιο: το τρίγωνο που έχει όλες τις εσωτερικές γωνίες του μικρότερες από  90°. Αν γ είναι η μεγαλύτερη πλευρά τότε .

130px|Ορθογώνιο τρίγωνο
130px|Αμβλυγώνιο τρίγωνο
130px|Οξυγώνιο τρίγωνο
ΟρθογώνιοΑμβλυγώνιοΟξυγώνιο

 Πλάγια

Βασικά στοιχεία
Τα τρίγωνα θεωρούνται σχήματα δύο διαστάσεων εκτός και αν το κείμενο ορίζει διαφορετικά (βλέπε μη-επίπεδα τρίγωνα, παρακάτω). Τα πρώτα θεωρήματα παρουσιάστηκαν από τον Ευκλείδη στα βιβλία 1-4 των Στοιχείων του, γύρω στο 300 π.Χ.

 Άθροισμα γωνιών 

Εάν προσθέσουμε τις γωνίες ενός τριγώνου που ανήκει σε ένα επίπεδο (δηλ. ευκλείδειο χώρο) το άθροισμα τους είναι πάντα 180°.Proof in Euclid's Elements (Book I, Proposition 32) Αυτό επιτρέπει να βρούμε το μέτρο μίας γωνίας εάν μας δίνονται τα μέτρα των άλλων δύο. 

 Εξωτερικές γωνίες 
300px|right|thumb|Οι εσωτερικές (πράσινες) και οι εξωτερικές (μπλε) γωνίες ενός τριγώνου.
Μία εξωτερική γωνία αποτελείται από τη μία πλευρά της εσωτερικής γωνίας και την προέκταση της άλλης πλευράς, είναι επομένως παραπληρωματική προς την αντίστοιχη εσωτερική γωνία. Το μέτρο της εξωτερικής γωνίας ενός τριγώνου είναι ίσο με το άθροισμα των δύο εσωτερικών γωνιών που δεν είναι παραπληρωματικές με αυτήν. Αυτό είναι το θεώρημα της εξωτερικής γωνίας. Το άθροισμα των τριών  εξωτερικών γωνιών του κάθε τριγώνου είναι 360°.Οι ν εξωτερικές γωνίες οποιουδήποτε κυρτό πολύγωνο με ν πλευρές έχουν άθροισμα .

 Εσωτερικό τριγώνου 
Το εσωτερικό ενός τριγώνου είναι το σύνολο των σημείων που είναι μεταξύ των τριών πλευρών του. Αυτό ορίζεται αυστηρά ως η τομή των ημιεπιπέδων
,
που ορίζουν οι φορείς των τριών πλευρών. Από αυτόν τον ορισμό έπεται ότι το εσωτερικό του τριγώνου είναι ένα κυρτό σύνολο. 

 Βασικές ιδιότητες 
 Το άθροισμα των γωνιών ενός τριγώνου ισούται με μία ευθεία γωνία (180°).

 Αν δύο τρίγωνα έχουν δύο γωνίες ίσες μία προς μία, τότε έχουν και τις τρίτες γωνίες τους ίσες.

 Κάθε εξωτερική γωνία τριγώνου είναι ίση με το άθροισμα των (δύο) απέναντι εσωτερικών γωνιών.

 Το ευθύγραμμο τμήμα που ενώνει τα μέσα των δύο πλευρών ενός τριγώνου θα είναι παράλληλο προς την τρίτη πλευρά και ίσο με το μισό της.

 Αν από το μέσο μίας πλευράς τριγώνου φέρουμε παράλληλη προς μία άλλη πλευρά τότε η παράλληλη θα διέρχεται από το μέσο της τρίτης πλευράς.

 Σχέσεις μεταξύ τριγώνων 

 Όμοια τρίγωνα 

Δύο τρίγωνα λέγονται όμοια, αν κάθε γωνία ενός τριγώνου έχει το ίδιο μέτρο με την αντίστοιχη γωνία στο άλλο τρίγωνο. Οι αντίστοιχες πλευρές των όμοιων τριγώνων έχουν ανάλογα μήκη.

Ισχύουν τα εξής κριτήρια ομοιότητας τριγώνων:
Εάν δύο γωνίες του ενός είναι ίσες με τις αντίστοιχες γωνίες στο άλλο, τα τρίγωνα είναι όμοια.
Εάν δύο πλευρές του ενός είναι ανάλογες με τις αντίστοιχες στο άλλο και η περιεχόμενη αυτών των πλευρών γωνία είναι ίση με την αντίστοιχή της, τότε τα τρίγωνα είναι όμοια. (Η περιεχόμενη γωνία για οποιαδήποτε δύο πλευρές ενός πολυγώνου είναι η εσωτερική γωνία μεταξύ των δύο πλευρών).
Εάν τρεις πλευρές του ενός είναι ανάλογες με τις αντίστοιχες στο άλλο, τότε τα τρίγωνα είναι όμοια. Ξανά, σε όλες τις περιπτώσεις οι "συμμετρικές περιπτώσεις" είναι παρόμοιες.

Χρησιμοποιώντας τα ορθογώνια τρίγωνα και την έννοια της ομοιότητας, μπορούν να οριστούν αρκετές έννοιες της τριγωνομετρίας, όπως το ημίτονο, το συνημίτονο και η εφαπτομένη.

Ίσα τρίγωνα

Δύο τρίγωνα είναι ίσα όταν έχουν όλες τους τις πλευρές και τις αντίστοιχες γωνίες τους ίσες μία προς μία. Όλα τα ζευγάρια ίσων τριγώνων είναι όμοια, αλλά δεν είναι όλα τα ζευγάρια όμοιων τριγώνων ίσα. Τα παρακάτω θεωρήματα χρησιμοποιούνται για να αποδείξουν ότι δύο τρίγωνα είναι ίσα (και συχνά αποκαλούνται ως τα κριτήρια ισότητας τριγώνων):

 Κριτήριο πλευράς-γωνίας-πλευράς: Δύο τρίγωνα είναι ίσα αν έχουν δύο πλευρές ίσες μία προς μία και την περιεχόμενή τους γωνία ίση με την αντίστοιχή της.
 Κριτήριο γωνίας-πλευράς-γωνίας: Δύο τρίγωνα είναι ίσα αν έχουν μία πλευρά και δύο προσκείμενες στην πλευρά γωνίες ίσες με τις αντίστοιχές τους.
 Κριτήριο πλευράς-πλευράς-πλευράς: Δύο τρίγωνα είναι ίσα αν έχουν τις τρεις πλευρές τους ίσες μία προς μία.

Ύπαρξη τριγώνου
Σε οποιοδήποτε τρίγωνο τριών μη-συνευθειακών σημείων, το άθροισμα των μηκών δύο οποιωνδήποτε πλευρών του είναι πάντα μεγαλύτερο από το μήκος της τρίτης πλευράς. Ισχύει και το αντίστροφο. Η αρχή αυτή είναι γνωστή ως τριγωνική ανισότητα. Η ισότητα ισχύει όταν τα σημεία είναι συνευθειακά (εκφυλισμένο τρίγωνο). Αν δύο ευθύγραμμα τμήματα έχουν άθροισμα μικρότερο από τρίτο, δεν μπορεί να κατασκευαστεί τρίγωνο με αυτά.

Σημεία, ευθείες και κύκλοι που συνδέονται με ένα τρίγωνο

Υπάρχουν εκατοντάδες διαφορετικές κατασκευές που βρίσκουν ένα ειδικό σημείο (και συχνά εσωτερικό του τριγώνου), που ικανοποιεί μία μοναδική ιδιότητα. Συχνά αυτά τα σημεία κατασκευάζονται βρίσκοντας τρεις ευθείες που σχετίζονται με συμμετρικό τρόπο με τις τρεις πλευρές ή κορυφές και μετά αποδεικνύουμε ότι οι τρεις ευθείες συναντιούνται σε ένα μοναδικό σημείο: ένα σημαντικό εργαλείο για την απόδειξη της ύπαρξης αυτών είναι το θεώρημα του Τσέβα, το οποίο δίνει ένα κριτήριο για το πότε τρεις τέτοιες ευθείες συντρέχουν. Όμοια, ευθείες που συνδέονται με ένα τρίγωνο κατασκευάζονται συχνά, βρίσκοντας ότι τρία συμμετρικά κατασκευασμένα σημεία είναι συγγραμμικά: εδώ το θεώρημα του Μενελάου μας δίνει ένα χρήσιμο γενικό κριτήριο.
Παρακάτω θα δούμε μερικές από τις πιο γνωστές τέτοιες κατασκευές.

Μία διχοτόμος ενός τριγώνου είναι μια ευθεία που διέρχεται από μία κορυφή και χωρίζει την αντίστοιχη γωνία σε δύο ίσα μέρη. Οι τρεις διχοτόμοι τέμνονται σε ένα μοναδικό σημείο , το έγκεντρο. Το έγκεντρο είναι επίσης το κέντρο του εγγεγραμμένου κύκλου του τριγώνου, που βρίσκεται στο εσωτερικό του τριγώνου και εφάπτεται και στις τρεις πλευρές του. Υπάρχουν και τρεις άλλοι σημαντικοί κύκλοι: ο παρεγγεγραμμένος βρίσκεται εξωτερικά του τριγώνου και εφάπτεται σε μια πλευρά, καθώς και στις προεκτάσεις των άλλων δύο.

Μία διάμεσος ενός τριγώνου είναι μια ευθεία που διέρχεται από μια κορυφή και το μέσο (το σημείο που χωρίζει σε δύο ίσα τμήματα) της απέναντι πλευράς, και διαιρεί το τρίγωνο σε δύο περιοχές ίσου εμβαδού. Οι τρεις διάμεσοι τέμνονται σε ένα μοναδικό σημείο , το βαρύκεντρο του τριγώνου. Το βαρύκεντρο ενός στερεού τριγωνικού αντικειμένου είναι επίσης το κέντρο βάρους (μάζας) του: το αντικείμενο δηλ. μπορεί να ισορροπήσει σε αυτό, μέσα σε ένα ομοιόμορφο πεδίο βαρύτητας. Το βαρύκεντρο χωρίζει κάθε διάμεσο σε δύο τμήματα με αναλογία 2:1. Συγκεκριμένα η απόσταση του βαρύκεντρου από την κορυφή είναι διπλάσια από την απόσταση του βαρύκεντρου από το μέσο της απέναντι πλευράς.

Η μεσοκάθετη της πλευράς ενός τριγώνου είναι η ευθεία που διέρχεται από το μέσο της πλευράς και είναι κάθετη σε αυτή, δηλαδή σχηματίζει ορθή γωνία με αυτή. Οι τρεις μεσοκάθετοι συναντιούνται σε ένα μοναδικό σημείο , το οποίο είναι το περίκεντρο του τριγώνου. Αυτό το σημείο είναι το κέντρο του περιγεγραμμένου κύκλου, του κύκλου δηλαδή που διέρχεται από τις τρεις κορυφές. Η διάμετρος αυτού του κύκλου υπολογίζεται με την βοήθεια του νόμου των ημιτόνων.

Αν το περίκεντρο βρίσκεται επάνω σε μία πλευρά τότε αυτή θα είναι διάμετρος και από σχετικό θεώρημα προκύπτει ότι η απέναντι γωνία θα είναι ορθή. Εάν το περίκεντρο βρίσκεται μέσα στον τρίγωνο τότε αυτό είναι οξυγώνιο, εάν όμως βρίσκεται έξω τότε είναι αμβλυγώνιο.

Το ύψος ενός τριγώνου είναι το ευθύγραμμο τμήμα που ξεκινά από μία κορυφή και είναι κάθετο στην απέναντι πλευρά (δηλαδή σχηματίζει μια ορθή γωνία). Η απέναντι πλευρά καλείται βάση ως προς το ύψος αυτό και το σημείο όπου το ύψος τέμνει τη βάση ονομάζεται ίχνος του ύψους αυτού. Το μήκος του ύψους είναι η απόσταση της κορυφής από τη βάση. Τα τρία ύψη τέμνονται σε ένα μοναδικό σημείο , που ονομάζεται ορθόκεντρο του τριγώνου.

Τα μέσα των τριών πλευρών και τα ίχνη των τριών υψών βρίσκονται σε έναν μοναδικό κύκλο, τον κύκλο των εννέα σημείων του τριγώνου. Τα υπόλοιπα τρία σημεία είναι τα μέσα των τμημάτων των υψών μεταξύ των κορυφών και του ορθοκέντρου. Ο κύκλος των εννέα σημείων εφάπτεται με τον εγγεγραμμένο κύκλο (στο σημείο Φόιερμπαχ) και με τους τρεις παρεγγεγραμένους. Η ακτίνα του κύκλου των εννέα σημείων είναι το μισό της ακτίνας του περιγεγραμμένου κύκλου. Το κέντρο του συμβολίζεται με .

Το ορθόκεντρο  και το περίκεντρο  σχηματίζουν μία ευθεία γνωστή ως η ευθεία του Όιλερ (κόκκινη γραμμή). Το κέντρο του κύκλου των εννέα σημείων  βρίσκεται επάνω στην ευθεία Όιλερ, στο μέσο μεταξύ του ορθοκέντρου και του περικέντρου, δηλ. . Το βαρύκεντρο βρίσκεται επίσης επάνω στην ευθεία Όιλερ και η απόσταση του βαρυκέντρου από το ορθόκεντρο είναι διπλάσια της απόστασης του βαρυκέντρου από το περίκεντρο, δηλ. .

Αν κάποιος πάρει το συμμετρικό της διαμέσου ως προς τη διχοτόμο που περνά από την ίδια κορυφή, τότε λαμβάνεται η συμμετρoδιάμεσος. Οι τρεις συμμετρoδιάμεσοι τέμνονται σε ένα και μόνο σημείο .

Υπολογισμός των πλευρών και των γωνιών 
Υπάρχουν διάφορες μέθοδοι για τον υπολογισμό του μήκους μιας πλευράς ή το μέγεθος μίας γωνίας. Ορισμένες μέθοδοι είναι κατάλληλες για τον υπολογισμό των τιμών σε ένα ορθογώνιο τρίγωνο, ενώ σε άλλες καταστάσεις απαιτούνται πιο πολύπλοκες μέθοδοι.

Τριγωνομετρικές σχέσεις σε ορθογώνια τρίγωνα

Στα ορθογώνια τρίγωνα, οι τριγωνομετρικές συναρτήσεις του ημιτόνου, του συνημιτόνου και της εφαπτομένης μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να βρούμε τις άγνωστες γωνίες και τα μήκη των αγνώστων πλευρών. Οι πλευρές του τριγώνου είναι γνωστές ως:
Η υποτείνουσα είναι η πλευρά απέναντι από την ορθή γωνία, ή ορίζεται ως η μεγαλύτερη πλευρά του ορθογωνίου τριγώνου. 
Η απέναντι πλευρά είναι η πλευρά απέναντι από την γωνία που μας ενδιαφέρει. 
η προσκείμενη πλευρά είναι η πλευρά που έρχεται σε επαφή με τη γωνία που μας ενδιαφέρει (και την ορθή γωνία).

Ημίτονο, συνημίτονο και εφαπτομένη
Το ημίτονο μίας γωνίας είναι ο λόγος του μήκους της απέναντι πλευράς προς το μήκος της υποτείνουσας. Στην περίπτωσή μας 
.
Σημειώστε ότι ή αναλογία αυτή δεν εξαρτάται από το συγκεκριμένο ορθογώνιο τρίγωνο που έχει επιλεγεί. Κάθε άλλο ορθογώνιο τρίγωνο με γωνία  είναι όμοιο με το συγκεκριμένο.

Το συνημίτονο μίας γωνίας είναι ο λόγος του μήκους της προσκείμενης πλευράς προς το μήκος της υποτείνουσας. Στην περίπτωση μας
.

Η εφαπτομένη μίας γωνίας είναι ο λόγος του μήκους της απέναντι πλευρά προς το μήκος της προσκείμενης πλευράς.
.

Νόμος ημιτόνων, συνημιτόνων και εφαπτομένων
Ο νόμος των ημιτόνων αναφέρει ότι ο λόγος του μήκους της μίας πλευράς προς το ημίτονο της απέναντης γωνίας του είναι σταθερός, δηλαδή

Ο λόγος αυτός είναι ίσος με την διάμετρο του περιγεγραμμένου κύκλου του τριγώνου. Μία άλλη ερμηνεία του θεωρήματος είναι ότι κάθε τρίγωνο με γωνίες ,  και  είναι όμοιο με ένα τρίγωνο με μήκη πλευρών ίσα με ,  και . Αυτό το τρίγωνο μπορεί να κατασκευαστεί ως εξής: σχεδιάζουμε έναν κύκλο με διάμετρο 1 και εγγράφουμε σε αυτόν μία γωνία . Οι πλευρές τις τέμνουν τον κύκλο στα , . Κατασκευάζουμε τις γωνίες , . Στο τρίγωνο που προκύπτει, η πλευρά απέναντι από την κορυφή  έχει μήκος , απέναντι από τη  έχει μήκος  και απέναντι από τη  έχει μήκος .

Ο νόμος των συνημιτόνων συνδέει το μήκος μίας πλευράς του τριγώνου με το μήκος των δύο άλλων πλευρών και της περιεχόμενης γωνίας. Σύμφωνα με τον νόμο, αν σε ένα τρίγωνο με μήκη πλευρών , ,  που βρίσκονται απέναντι από τις γωνίες  αντίστοιχα, δίνονται οι δύο πλευρές  και  και η περιεχόμενη γωνία , τότε για τον υπολογισμό της τρίτης πλευράς , μπορεί να χρησιμοποιηθεί ο παρακάτω τύπος:
 και όμοια
,
.

Εάν τα μήκη και των τριών πλευρών του τριγώνου είναι γνωστά τότε μπορεί να υπολογιστεί η γωνία  και όμοια οι  ως εξής:
,
,
.

Ο νόμος των εφαπτομένων, που είναι λιγότερο γνωστός από τους άλλους δύο αναφέρει ότι:

Αν και δεν χρησιμοποιείται πολύ συχνά, μπορούμε, αν γνωρίζουμε δύο πλευρές και μία απέναντι γωνία, να βρούμε την άλλη απέναντι γωνία. Ή αν γνωρίζουμε δύο γωνίες και μία πλευρά, μπορούμε να βρούμε ακόμη μία πλευρά.

 Επίλυση τριγώνου 
Η επίλυση τριγώνου είναι ένας ιστορικός όρος για την επίλυση του κύριου τριγωνομετρικού προβλήματος: όταν ξέρουμε τρία από τα χαρακτηριστικά στοιχεία του τριγώνου, δηλ. από τα , , , , , , να βρεθούν τα υπόλοιπα. Το τρίγωνο μπορεί να βρίσκεται σε ένα επίπεδο ή σε μία σφαίρα. Αυτό το πρόβλημα παρουσιάζεται συχνά σε διάφορες τριγωνομετρικές εφαρμογές, όπως η γεωδαισία, η αστρονομία, η κατασκευή, η πλοήγηση, κλπ.

Υπολογισμός εμβαδού ενός τριγώνου
300px|thumb|Το εμβαδό ενός τριγώνου είναι το ήμισυ του εμβαδού ενός παραλληλογράμμου με την ίδια βάση και το ίδιο ύψος.

Στην γεωμετρία, ο υπολογισμός του εμβαδού  ενός τριγώνου είναι ένα στοιχειώδες πρόβλημα για το οποίο υπάρχουν διάφοροι τύποι. Ο πιο γνωστός και απλός τύπος είναι:
,
όπου το  είναι το μήκος μιας πλευράς (βάσης) του τριγώνου, και  είναι το ύψος που αντιστοιχεί σε αυτή την πλευρά. Ο όρος βάση σημαίνει οποιαδήποτε πλευρά και το ύψος υποδηλώνει το μήκος μίας κάθετου από την κορυφή απέναντι από την πλευρά μέχρι την ίδια την πλευρά. Το 499 μ.Χ ο Αριαμπάτα, ένας μεγάλος μαθηματικός και αστρονόμος από την κλασσική εποχή των μαθηματικών και της αστρονομίας στην Ινδία, χρησιμοποίησε αυτή την μέθοδο στο έργο του Αραμπατίγια (ενότητα 2.6).
Ο τύπος αυτός είναι χρήσιμος μόνο εάν μπορεί να υπολογιστεί εύκολα το ύψος. Αυτό στην πράξη είναι δύσκολο, π.χ. ο ιδιοκτήτης ενός τριγωνικού κτήματος μπορεί να μετρήσει την πλευρά, όχι όμως το ύψος. Έτσι βρέθηκαν διάφοροι τύποι που μπορούν να χρησιμοποιηθούν, ανάλογα με το τί είναι γνωστό σχετικά με το τρίγωνο. Παρακάτω δίνονται κάποιοι από τους πιο γνωστούς τύπους για το εμβαδόν.

 (Τύπος του Ήρωνα) Σε ένα τρίγωνο με μήκη πλευρών , έχουμε ότι
,
όπου  είναι η ημιπερίμετρος.
 Αν , ,  οι γωνίες του τριγώνου, τότε
.
 Αν  είναι η ημιπερίμετρος και  η ακτίνα του εγγεγραμμένου κύκλου του τριγώνου, τότε
.
 Αν  είναι η ημιπερίμετρος και  οι ακτίνες των παρεγγεγραμμένων κύκλων του τριγώνου, τότε
.
 Αν  είναι η ημιπερίμετρος,  η ακτίνα του εγγεγραμμένος κύκλος και  οι ακτίνες των παρεγγεγραμμένων κύκλων του τριγώνου, τότε
.
 Αν  η ακτίνα του περιγεγραμμένου κύκλου του τριγώνου, τότε
.
 Αν οι συντεταγμένες των κορυφών του είναι ,  και , τότε 

Βασικές μετρικές σχέσεις

Παρακάτω δίνονται βασικές μετρικές σχέσεις σε ένα τρίγωνο  με μήκη πλευρών  και ημιπερίμετρο .

 (Μήκη διαμέσων) Από το πρώτο θεώρημα διαμέσων, βρίσκουμε τα μήκη των διαμέσων   του τριγώνου
.
 (Μήκη εσωτερικών διχοτόμων) Το μήκος των εσωτερικών διχοτόμων  δίνονται από τον τύπο
.
 (Μήκη εξωτερικών διχοτόμων) Το μήκος των εξωτερικών διχοτόμων  δίνονται από τον τύπο
.
 (Μήκη υψών) Από τον τύπο του Ήρωνα, το μήκος των υψών  δίνονται από τον τύπο 
.
 (Ακτίνα περιγεγραμμένου κύκλου) Η ακτίνα  του περιγεγραμμένου κύκλου ενός τριγώνου δίνεται από τον τύπο 
.
 (Ακτίνα εγγεγραμμένου κύκλου) Η ακτίνα  του εγγεγραμμένου κύκλου ενός τριγώνου δίνεται από τον τύπο
.

Βασικά θεωρήματα
 (Θεώρημα του Όιλερ) Αν  είναι ο εγγεγραμμένος κύκλος του τριγώνου και  οι παρεγεγγραμμένοι κύκλοι, τότε 
   και 
 (Θεώρημα Καρνό) Αν  η ακτίνα του εγεγγραμμένου και  η ακτίνα του περιγεγραμμένου κύκλου, και ,  και  οι προσημασμένες αποστάσεις του περίκεντρου από τις πλευρές του τριγώνου, τότε
.
 (Θεώρημα Νάγκελ) Αν  είναι τα ύψη του τριγώνου και  το περίκεντρο, τότε
  και .
 (Σχέση Λάιμπνιτς) Έστω  το βαρύκεντρο του τριγώνου  και  ένα σημείο του επιπέδου. Τότε,Johnson, Roger A., Advanced Euclidean Geometry, Dover Publ. Co., 2007
.
 (Ευθεία Σίμσον) Για οποιοδήποτε σημείο  του περιγεγραμμένου κύκλου ενός τριγώνου ισχύει ότι οι προβολές του  στις πλευρές του τριγώνου είναι συγγραμμικά σημεία.
 (Θεώρημα τριχοτόμων του Μόρλεϊ) Σε κάθε τρίγωνο τα τρία σημεία τομής των γειτονικών τριχοτόμων, σχηματίζουν ένα ισόπλευρο τρίγωνο το οποίο ονομάζεται τρίγωνο Μόρλεϊ.

 Εφαρμογές τριγώνων 

Αρχιτεκτονική

Στη Νέα Υόρκη, στο Broadway, οι δρόμοι τέμνονται με τέτοιο τρόπο ώστε να δημιουργούν οικόπεδα με τριγωνικό σχήμα, και τα κτίρια που έχουν κατασκευαστεί εκεί έχουν αυτά τα σχήματα. Ένα τέτοιο κτήριο είναι το τριγωνικού σχήματος κτίριο Flatiron, που παρόλο που παραδέχονται οι διαχειριστές των ακινήτων ότι δεν είναι εύκολο να τοποθετηθούν μοντέρνα έπιπλα, δεν το έχει εμποδίσει από το να γίνει ένα κτήριο ορόσημο. Σπίτια με τριγωνικά θέματα έχουν αναπτύξει και σχεδιαστές από την Νορβηγία με τριγωνικό θέματα. Τριγωνικά σχήματα εμφανίζονται σε πολλές εκκλησίες καθώς και δημόσια κτίρια, συμπεριλαμβανομένων πανεπιστημίων , καθώς καινοτόμων σπιτιών.

Τα τρίγωνα είναι ανθεκτικό, ενώ ένα ορθογώνιο μπορεί να καταρρεύσει σε μια παραλληλόγραμμη πίεση σε ένα από τα σημεία του, τα τριγωνικά έχουν μια φυσική δύναμη που υποστηρίζει την  κατασκευή έναντι πλευρικών πιέσεων. Ένα τρίγωνο δεν θα αλλάξει σχήμα εκτός αν οι πλευρές του κάμπτονται ή να επεκταθεί ή να σπάσει ή αν σπάσει αρθρώσεις του. Στην ουσία, κάθε μία από τις τρεις πλευρές στηρίζει τις άλλες δύο. Ένα ορθογώνιο, αντίθετα, εξαρτάται περισσότερο από την αντοχή των αρθρώσεων της σε μια δομική έννοια. Μερικές καινοτόμοι σχεδιαστές έχουν προτείνει τούβλα κάνοντας τα όχι από ορθογώνια, αλλά με τριγωνικά σχήματα που μπορούν να συνδυαστούν σε τρεις διαστάσεις.

Μηχανική
Στην μηχανική, πολλές δομές που εμφανίζονται είναι τριγωνικές. Για παράδειγμα, πολλές γέφυρες απαρτίζονται κατά κύριο λόγο από δοκάρια τοποθετημένα σε τριγωνικά σχήματα. Τέτοια παραδείγματα είναι οι γέφυρες howe truss, Pratt και Warren.

Υπολογιστική γεωμετρία και γραφικά υπολογιστών
Στην υπολογιστική γεωμετρία και τα γραφικά υπολογιστών, πολλές φορές τα πολύγωνα ή τα πολύεδρα χωρίζονται σε επιμέρους τρίγωνα μέσω της τριγωνοποίησης, ώστε να μπορεί ο υπολογιστής να τα επεξεργαστεί πιο αποδοτικά. Για παράδειγμα για την εύρεση των κοντινότερων γειτόνων για  σημεία, χρησιμοποιείται η τριγωνοποίηση Delaunay.

Το τρίγωνο σε μη Ευκλείδειες γεωμετρίες

Ένα μη-επίπεδο τρίγωνο είναι ένα τρίγωνο το οποίο δεν περιέχεται σε έναν (επίπεδο) χώρο. Μερικά παραδείγματα μη-επίπεδων τριγώνων σε μη-Ευκλείδεια γεωμετρία είναι τα σφαιρικά τρίγωνα στην σφαιρική γεωμετρία και τα υπερβολικά τρίγωνα στην υπερβολική γεωμετρία.

Ενώ τα μέτρα των εσωτερικών γωνιών στα επίπεδα τρίγωνα πάντα έχουν άθροισμα 180°, ένα υπερβολικό τρίγωνο έχει άθροισμα των γωνιών του λιγότερο από 180° ενώ ένα σφαιρικό τρίγωνο έχει περισσότερο από 180°. Ένα υπερβολικό τρίγωνο μπορεί να φτιαχτεί σε μία αρνητικής καμπυλότητος επιφάνεια, όπως είναι μία σαγμοειδής επιφάνεια, ενώ ένα σφαιρικό τρίγωνο μπορεί να φτιαχτεί σε μία θετικής καμπυλότητος επιφάνεια, όπως είναι μια σφαίρα. Έτσι, αν κάποιος σχεδιάζει ένα γιγαντιαίο τρίγωνο στην επιφάνεια της Γης, θα βρει ότι το άθροισμα των γωνιών του είναι μεγαλύτερο από 180 °. Στην πραγματικότητα θα είναι μεταξύ 180° και 540° Watkins, Matthew, Useful Mathematical and Physical Formulae, Walker and Co., 2000.[31]. Ειδικότερα, είναι δυνατό να σχεδιαστεί ένα τρίγωνο σε μια σφαίρα με κάθε γωνία ίση με 90°, οπότε το άθροισμα των γωνιών είναι 270°.

Συγκεκριμένα, σε μια σφαίρα το άθροισμα των γωνιών ενός τριγώνου είναι 
,
όπου  είναι το ποσοστό της σφαίρας που περικλείεται από το τρίγωνο. Για παράδειγμα, ας υποθέσουμε ότι έχουμε σχεδιάσεισει ένα τρίγωνο στην επιφάνεια της Γης με κορυφές στο Βόρειο Πόλο, σε ένα σημείο στον ισημερινό με γεωγραφικό μήκος 0° και σε ένα σημείο στον ισημερινό με γεωγραφικό μήκος 90° δυτικό. Η μέγιστος κύκλος που ενώνει τα δύο τελευταία σημεία είναι ο ισημερινός και οι μέγιστοι κύκλοι που ενώνουν κάθε ένα από αυτά τα σημεία με τον Βόρειο Πόλο είναι ένας μεσημβρινός. Έτσι υπάρχουν ορθές γωνίες στα δύο σημεία στον ισημερινό και η γωνία στο Βόρειο Πόλο είναι επίσης 90° (επειδή οι άλλες δύο κορυφές διαφέρουν κατά 90° γεωγραφικού μήκους). Έτσι το άθροισμα των γωνιών σε αυτό το τρίγωνο είναι . Το τρίγωνο περικλείει το 1/4 του βόρειου ημισφαιρίου (τα 90°/360°, όπως φαίνεται από το Βόρειο Πόλο) και ως εκ τούτου το 1/8 της επιφάνειας της Γης, δηλ. f=1/8. Έτσι ο τύπος δίνει σωστά το άθροισμα των γωνιών του τριγώνου ως 270°.

Από τον παραπάνω τύπο μπορούμε επίσης να δούμε ότι η επιφάνεια της Γης είναι τοπικά επίπεδη: Αν σχεδιάσουμε ένα οσοδήποτε μικρό τρίγωνο στη γειτονιά ενός σημείου στην επιφάνεια της Γης, το κλάσμα f της επιφάνειας της Γης το οποίο περικλείεται από το τρίγωνο θα να είναι περίπου μηδέν. Στην περίπτωση αυτή, ο τύπος δίνει περίπου 180°, όπου γνωρίζουμε ότι είναι το άθροισμα στην Ευκλείδεια γεωμετρία, άρα το τρίγωνο είναι περίπου επίπεδο.

 Δείτε επίσης 
 Τριγωνομετρία
 Τετράπλευρο
 Πολύγωνο

 Σημειώσεις 

 Παραπομπές 

 Εξωτερικοί σύνδεσμοι 




Κατηγορία:Γεωμετρία του τριγώνου
Κατηγορία:Τριγωνομετρία