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倍角定理及中线长定理证明

2022-07-13 23:09 作者:数学老师在备课  | 我要投稿

之前做了一个每日一题视频,那个题目里一道大题里的两道小题,正好分别可以用倍角定理和中线长定理,所以在这里介绍一下这两个定理的证明。

题目:

倍角定理

三角形%5CDelta%20ABC中,

A%3D2C%5CRightarrow%20a%5E2%3Dc(b%2Bc)%20

B%3D2A%5CRightarrow%20b%5E2%3Da(a%2Bc)

C%3D2B%5CRightarrow%20c%5E2%3Db(b%2Ba)

这样的三角形称为“倍角三角形”。

证明

1. 充分性

%5Cbecause%20A%3D2B%5Ctherefore%20%5Csin%7BA%7D%3D%5Csin%7B2B%7D%3D2%5Csin%7BB%7D%5Ccos%7BB%7D,由正弦定理得a%3D2b%20%5Ccos%7BB%7D,继续用余弦定理:a%3D2b%20%5Cfrac%7Ba%5E2%2Bc%5E2-b%5E2%7D%7B2ac%7D%20a%5E2%3D%5Cfrac%7Bb%7D%7Bc%7D%20(a%5E2%2Bc%5E2-b%5E2)(1-%5Cfrac%7Bb%7D%7Bc%7D)a%5E2%3D%5Cfrac%7Bb%7D%7Bc%7D(c%5E2-b%5E2)%3D%20%20%5Cfrac%7Bb%7D%7Bc%7D(c%2Bb)(c-b),可得%5Cfrac%7Bc-b%7D%7Bc%7Da%5E2%3D%5Cfrac%7Bb%7D%7Bc%7D%20(c%2Bb)(c-b)%20,约分可得a%5E2%3Db(b%2Bc)

2. 必要性

已知a%5E2%3Db(b%2Bc),利用余弦定理可得a%5E2%3Db(b%2Bc)%3Db%5E2%2Bc%5E2-2bc%5Ccos%7BA%7D,可得 bc%3Dc%5E2-2bc%5Ccos%7BA%7D%20%5CRightarrow%20b%3Dc-2c%5Ccos%7BA%7D,由正弦定理得%5Csin%7BB%7D%3D%5Csin%7BC%7D-2%5Csin%7BB%7D%5Ccos%7BA%7D%3D%5Csin%7B(A%2BB)%7D-2%5Csin%7BB%7D%5Ccos%7BA%7D,可得%5Csin%7BB%7D%3D%5Csin%7BA%7D%5Ccos%7BB%7D%2B%5Ccos%7BA%7D%5Csin%7BB%7D-2%5Csin%7BB%7D%5Ccos%7BA%7D%3D%5Csin%7BA%7D%5Ccos%7BB%7D-%5Ccos%7BA%7D%5Csin%7BB%7D%3D%5Csin%7B(A-B)%7D

由于在三角形中,所以B%3DA-B%5CRightarrow%20A%3D2B.

中线长定理

中线长定理在百度百科里是这么说的:

中线长定理,是表述三角形三边和中线长度关系的定理,具体是指三角形一条中线两侧所对边平方和等于底边的一半平方与该边中线平方和的2倍。


中线长定理在以前的课本中是这样的:

A版必修5第20页

习惯了word的公式输入方式之后,写latex格式的公式好麻烦,所以证明过程我还是word截图了:

我觉得以后还是像一开始

这样用手写的吧,这个排版太不好看了,,,或者说,要想排版好看,太费时间了。。。


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