Какое соотношение сторон имеет египетский треугольник

Обновлено: 07.07.2024

Самое интересное, что такое название фигуре дали не Египтяне, а эллины, прибывшие в 5-7 веках до нашей эры в Египет. Чем же так замечателен египетский треугольник?

Три главных его свойства:

1. Всего его стороны целочисленны и рациональны: к тому же 3,4,5 минимальные из вещественных чисел.

2. Египетский треугольник - родоначальник так называемых героновских треугольников (знакомая фамилия? Помните формулу из школьного курса геометрии?), а точнее самый простой из них.

3. Радиус вписанной в треугольник окружности равен единице.

А теперь, дорогой читатель, давай умножим все стороны простейшего египетского треугольника на любое вещественное число, для простоты на 3. Тогда получим а=3*3=9, b=4*3=12 и c=5*3=15. Треугольник с такими сторонами - тоже прямоугольный

И что? Возразит читатель! Это же простая математика про извлечение корней! Что здесь такого? И будет прав. Если он живет в 21 веке. Но будет очень неправ, если он родился в Древнем Египте. Так как среди наших читателей таковых вроде как нет, попытаюсь объяснить.

Представьте, что вы древнеегипетский землемер и вам нужно разметить квадратный фундамент, например, для пирамиды, имеющий вид квадрата со стороной 100 метров. Как решить эту проблему? Да легко! Берем веревку длиной 100 метров, привязываем его к колышку и идем в одну сторону, делаем отметку. Возвращаемся и идем под углом 90 градусов в другую сторону на 100 метров . И получаем нечто такое:

Явно не похожее на квадрат в основании, скорее на ромб. Так где же зарыта собака? Ответ: в определении угла в 90 градусов. Попробуйте на досуге даже обычной линейкой разметить квадрат два на два метр и получите расхождение. что уж говорить, когда стороны в 50 раз больше?

Что же делать землемеру? На помощь приходит математика.

Берем веревку длиной 25 метров. На другой длинной веревке откладываем 12 этих веревок и получаем 300-метровый отрезок с нанесенными отметками каждые 25 метров. Теперь все абсолютно просто: надо из это веревки построить треугольник, с длинами в 3,4 и 5 отрезков соответственно. Магия такова, что в таком случае у Вас всегда получится прямой угол! А все остальное - дело техники.

Известный математик Пифагор совершил множество различных открытий, но большинству людей, которым не приходится регулярно сталкиваться с алгеброй и геометрией, он известен благодаря своей теореме. Ученый открыл ее, пребывая в Египте, где его очаровала красота и изящность пирамид, а это, в свою очередь, натолкнуло его на мысль о том, что в их формах прослеживается определенная закономерность.

История открытия

Своим названием египетский треугольник обязан эллинам, которые часто посещали Египет в VII-V веках до н. э., среди них был и Пифагор. Основой пирамиды Хеопса является прямоугольный многоугольник, а

пирамиды Хефрена – так называемый египетский треугольник, который древние называли священным. Плутарх писал, что жители Египта соотносили природу с этой геометрической фигурой: вертикальный катет символизировал мужчину, основание – женщину, а гипотенуза – ребенка. Соотношение сторон в нем равно 3:4:5, а это приводит к теореме Пифагора, так как 3 2 х 4 2 = 5 2 . Следовательно, тот факт, что в основании пирамиды Хефрена лежит египетский треугольник, позволяет утверждать, что знаменитая теорема была известна жителям древнего мира еще до того, как ее сформулировал Пифагор. Особенностью этой фигуры также считается то, что благодаря такому соотношению сторон она является первым и простейшим из Героновых треугольников, поскольку ее стороны и площадь целочисленные.

Применение

Египетский треугольник с древности пользовался популярностью в архитектуре и строительстве.

В основном он использовался тогда, когда строили прямые углы с помощью шнура или веревки, разделенной на 12 частей. По отметкам на такой веревке можно было очень точно создать прямоугольную фигуру, катеты которой будут служить направляющими для установки прямого угла строения. Известно, что такие свойства этой геометрической фигуры использовались не только в Древнем Египте, но и, задолго до этого, в Китае, Вавилоне и Месопотамии. Для создания пропорциональных сооружений в Средние века также использовался египетский треугольник.

Соотношение сторон этого треугольника 3:4:5 приводит к тому, что он является прямоугольным, т. е. один угол равен 90 градусам, а два других – 53,13 и 36,87 градусам. Прямым является угол между сторонами, соотношение которых равно 3:4.

Доказательство

При помощи некоторых простых вычислений можно доказать, что треугольник является прямоугольным. Если следовать теореме обратной той, которую создал Пифагор, т. е. в случае, если сумма квадратов двух сторон будет равняться квадрату третьей, то он прямоугольный, а поскольку его стороны приводят к равенству 3 2 х 4 2 = 5 2 , следовательно, он является прямоугольным.
Подводя итог, надо отметить, что египетский треугольник, свойства которого уже в течение многих столетий известны человечеству, на сегодняшний день продолжает использоваться в архитектуре. Это вовсе неудивительно, ведь такой способ гарантирует точность, которая очень важна при строительстве. Кроме этого, он очень прост в использовании, что тоже значительно облегчает процесс. Все преимущества использования этого метода прошли проверку веками и остаются популярными до сих пор.

Каких только правил не применяют начинающие строители, возводя дома или бани на своих участках. Но зачастую такие «потуги» сделать всё идеально приводят к противоположному результату. И дело даже не в том, что используемый способ не работает в принципе. Чаще домашние мастера сами до конца не понимают, для чего выполняется то или иное действие. В сегодняшней статье речь пойдёт об одном из способов разметки под фундамент, пришедшем из древних времён – «египетском треугольнике».

Что такое «египетский треугольник», и откуда он появился

Придумали подобный способ замеров не древние египтяне, как могло бы показаться, судя по названию. На самом деле таким методом разметки пользовались строители ещё задолго до появления пирамид. Суть метода заключается в том, чтобы разделить квадрат будущего строения на два одинаковых треугольника со сторонами, относящимися друг к другу как 3:4:5.

ФОТО: illvid.dk Строители в древнем Египте точно знали толк в идеальных сооружениях – их пирамиды стоят до сих пор

Это должен быть прямоугольный треугольник, подчиняющийся теореме Пифагора. Наверняка все помнят её из школьной программы – сумма квадратов катета равна квадрату гипотенузы, и наоборот. Логически при совмещении этих треугольников должен получиться квадрат с идеально одинаковыми диагоналями. И вот тут начинается самое интересное.

ФОТО: prezentacii.info Теорема Пифагора, наверное, самая запоминающаяся из школьного курса – она имеет около 300 доказательств

Глупая ошибка строителей

«Египетский треугольник» действительно может помочь в разметке периметра фундамента, однако применение этого метода требует сохранения чётких пропорций. Небольшое отклонение от них − и угол уже не будет прямым. А это приведёт к разнице длин стен. Не единичны случаи, когда при идеальном совпадении длин диагоналей стены получаются разными. Ведь если вдуматься, то трапеция также подходит под заданные параметры, её диагонали равны, в то время как верхняя и нижняя сторона имеют разные длины.

ФОТО: youc.ir Правильная трапеция также имеет одинаковые длины диагоналей, однако на квадрат она явно не тянет

Как быть, если строение не подходит под размер 3×4

Понятно, что если стороны дома не подходят под заданный размер, придётся производить вычисления. Но здесь всё не так уж и сложно. К примеру, необходимо построить здание, размеры которого больше. Тогда можно сделать одну стену длиной 12 м, а вторую − 15 м. В этом случае, пользуясь всё той же теоремой Пифагора и особенностями «египетского треугольника», несложно вычислить необходимую длину диагонали (она же гипотенуза), которая будет равна 19,2 м.

«Египетский треугольник» − это способ разметки, используемый в строительстве с незапамятных времён. И то, что он и сейчас достаточно популярен, говорит о работоспособности метода. Главное – использовать его на полную, а не обходиться только поверхностными знаниями.

Другие размеры стен и применение к ним правила «египетского треугольника»

На самом деле, если разобраться с тем, как «работает» «египетский треугольник», можно вывести стены различной длины. Главное – это их соотношение друг с другом. Попробуем разобрать этот момент на примере.

Требуется, чтобы одна из стен была равна восьми метрам. Для того чтобы соотношение получилось верным, вторую стену нужно сделать длиной 6 м. В этом случае число 8 можно обозначить как 4 отрезка по 2 м, а 6 – как 3 отрезка по 2 м. Разобравшись с длиной стен, можно свободно вывести и длину диагонали, которая будет равна квадратному корню из 6×6+8×8 (квадратный корень из 100). Получается, диагональ должна быть равна 10 м. Всё крайне просто.

Иные способы выведения прямого угла

Если нет желания заниматься выведением углов самостоятельно, а финансы позволяют обратиться за помощью к специалистам, можно вообще не думать об этом вопросе. Один звонок − и на участке уже находится геодезист с теоделитом, который в сжатые сроки сделает разметку. Однако в этом случае необходимо быть готовым к внушительным затратам на оплату его труда.

Если говорить о минимальных затратах, то, основываясь на прайс-листах фирм, оказывающих подобные услуги, вызов и работа геодезиста с инструментом обойдётся в 1 000 руб./час при минимальной оплате 7 000 руб. Дальше − больше. Разметка осей (2 точки) – ещё 3 000 рублей. Если же потребуется определить точные координаты по GPS, то здесь каждые три точки обойдутся владельцу в 5 000 руб. Можно посчитать, какова будет общая сумма (все цены указаны с учётом на конец сентября 2020 года). Не проще ли самому произвести все необходимые разметки? Ведь сэкономленные средства всегда можно потратить на что-то полезное в дальнейшем строительстве.

Заключительное слово

Что бы ни говорили противники описанного метода измерений, но «египетский треугольник» в значительной степени помогает строителям в выведении прямых углов. Конечно, при условии его правильного использования. Тем более что навязать 12 узлов на верёвке на определённом расстоянии один от другого много времени не потребует. Также это не потребует и финансовых затрат, связанных с наймом геодезиста с необходимым оборудованием.

ФОТО: profipol.dp.ua Так должны быть расположены узлы на верёвке для построения «египетского треугольника»

Очень надеемся, что сегодняшняя статья была полезна нашему уважаемому читателю и дала общее представление о «египетском треугольнике» и его применении. Если у вас по ходу ознакомления с предоставленной информацией возникли вопросы, редакция онлайн-журнала Homius будет рада на них ответить. Вам лишь нужно изложить суть в комментариях ниже. Там же можно обсудить, стоит ли пользоваться методами, проверенными временем, или давно пора о них забыть и перейти к более высокотехнологичным приспособлениям. Если статья понравилась, не забывайте ставить оценки. А мы напоследок предлагаем вашему вниманию короткий видеоролик, который поможет более полно раскрыть сегодняшнюю тему. Берегите себя, своих близких и будьте здоровы!