Внешний угол треугольника равен сумме двух внутренних углов не смежных с ним да или нет

Теорема о внешнем угле треугольника – одна из базовых в планиметрии, изучаемая в 7‑8 классах. Она позволяет быстро находить неизвестные углы и решать широкий спектр задач. В данном материале мы подробно разберём, что такое внешний угол, формулировку теоремы, её доказательство, примеры применения и типичные ошибки.

Что такое внешний угол треугольника?

Пусть дан треугольник ABC. Продлим одну из его сторон, например, сторону AB за точку B до любой точки D. Угол CBD, образованный продлённой стороной BD и соседней стороной BC, называется внешним углом треугольника при вершине B. Аналогично определяются внешние углы при вершинах A и C.

Формулировка теоремы

Теорема о внешнем угле треугольника гласит:

Внешний угол треугольника равен сумме двух внутренних углов, не смежных с ним.

Иными словами, если ∠CBD – внешний угол при вершине B, то

∠CBD = ∠A + ∠C.

Доказательство теоремы

3.1 Геометрическое доказательство (через линейность углов)

  1. В треугольнике ABC известно, что сумма внутренних углов равна 180°:
  2. ∠A + ∠B + ∠C = 180°.

  3. Внешний угол ∠CBD и внутренний угол ∠B образуют прямую, поэтому они супплементны (в сумме дают 180°):
  4. ∠CBD + ∠B = 180°.

  5. Вычтем из второго равенства первое (или подставим ∠B = 180° – ∠A – ∠C) и получим:
  6. ∠CBD = 180° – ∠B = 180° – (180° – ∠A – ∠C) = ∠A + ∠C.

  7. Следовательно, внешний угол равен сумме двух неприкасных внутренних углов.

3.2 Доказательство через построение параллельных линий

Продлим сторону AB до точки D. Проведём через вершину C прямую, параллельную AB. Полученный угол при вершине C будет равен ∠A (по свойству параллельных линий). Аналогично, угол при вершине A будет равен ∠C. Сумма этих двух углов образует внешний угол ∠CBD.

Примеры применения

  • Пример 1. В треугольнике ABC известны углы ∠A = 45° и ∠C = 70°. Найдите внешний угол при вершине B.
  • По теореме: ∠CBD = 45° + 70° = 115°.

  • Пример 2. В треугольнике ABC внешний угол при вершине C равен 130°, а внутренний угол ∠A = 40°. Найдите угол ∠B.
  • Сначала найдём ∠B через теорему: ∠C_{внешний} = ∠A + ∠B ⇒ 130° = 40° + ∠B ⇒ ∠B = 90°.

  • Пример 3 (задача). В треугольнике ABC внешние углы при вершинах A и B равны 120° и 130° соответственно. Найдите внутренний угол ∠C.
  • Внешний угол при A: ∠A_{вн} = ∠B + ∠C = 120°.
    Внешний угол при B: ∠B_{вн} = ∠A + ∠C = 130°.
    Сложим два уравнения: (∠B+∠C) + (∠A+∠C) = 250° ⇒ (∠A+∠B) + 2∠C = 250°.
    Но ∠A+∠B+∠C = 180°, значит ∠A+∠B = 180° – ∠C.
    Подставим: (180° – ∠C) + 2∠C = 250° ⇒ 180° + ∠C = 250° ⇒ ∠C = 70°.

Свойства внешнего угла

  • Внешний угол больше любого внутреннего угла, не смежного с ним (следствие из теоремы).
  • Сумма внешних углов треугольника, взятых по одной стороне, всегда равна 360°.
  • Если все три внешних угла известны, то каждый из них определяет два внутренних угла, а значит и сам треугольник полностью задаётся.

Типичные ошибки учащихся

  1. Смещение углов. Часто путают «смежный» и «не смежный» угол, беря вместо ∠A + ∠C сумму ∠A + ∠B. Помните, что внешний угол не «делит» угол у своей вершины.
  2. Игнорирование направления. При построении внешнего угла важно продлить именно ту сторону, которая образует угол с соседней стороной, а не любую произвольную.
  3. Неправильное применение к невыпуклым треугольникам. Теорема остаётся верна, но внешний угол может быть получен как 180° + (внутренний угол) в случае «внутреннего» внешнего угла (рефлексного). В школьных задачах обычно рассматривается «малый» внешний угол (<180°).

Теорема о внешнем угле треугольника является истинной: внешний угол действительно равен сумме двух внутренних углов, не смежных с ним. Это простое, но мощное утверждение служит фундаментом для решения широкого спектра геометрических задач, помогает проверять ответы и развивать пространственное мышление.

Список литературы и ресурсов

  • К. Г. Васильева «Геометрия. 7‑9 классы», М.: Просвещение, 2023.
  • В. П. Савельев «Элементы планиметрии», СПб: БХВ-Петербург, 2021.
  • Онлайн‑ресурсы: Khan Academy – Triangles, Википедия: внешний угол треугольника.