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中國宋代的數學家秦九韶也提出了“三斜求積術”。它與海倫公式基本一樣,其實在《九章算術》中,已經有求三角形公式“底乘高的一半”,在實際丈量土地面積時,由於土地的面積並不是的三角形,要找出它來並非易事。所以他們想到了三角形的三條邊。如果這樣做求三角形的面積也就方便多了。但是怎樣根據三邊的長度來求三角形的面積?直到南宋,中國著名的數學家秦九韶提出了“三斜求積術”。
秦九韶他把三角形的三條邊分別稱為小斜、中斜和大斜。“術”即方法。三斜求積術就是用小斜平方加上大斜平方,送到中斜平方,取相減後餘數的一半,自乘而得一個數,小斜平方乘以大斜平方,送到上面得到的那個。相減後餘數被4除,所得的數作為“實”,作1作為“隅”,開平方後即得面積。
所謂“實”、“隅”指的是,在方程px 2=q,p為“隅”,q為“實”。以△、a,b,c表示三角形面積、大斜、中斜、小斜,所以
q=1/4{a^2*c^2-[(a^2+c^2-b^2)/2 ]^2}
當P=1時,△ 2=q,
△=√1/4{a^2*c^2-[(a^2+c^2-b^2)/2 ]^2}
因式分解得
△ ^2=1/16[4a^2c^2-(a^2+c^2-b^2)^2]
=1/16[(c+a) ^2-b ^2][b^ 2-(c-a)^ 2]
=1/16(c+a+b)(c+a-b)(b+c-a)(b-c+a)
=1/16(c+a+b)(a+b+c-2b)(b+c+a-2a)(b+a+c-2c)
=1/16 [2p(2p-2a)(2p-2b)(2p-2c)]
=p(p-a)(p-b)(p-c)
由此可得:
S△=√[p(p-a)(p-b)(p-c)]
其中p=1/2(a+b+c)
這與海倫公式完全一致,所以這一公式也被稱為“海倫-秦九韶公式”。
S=√1/4{a^2*c^2-[(a^2+c^2-b^2)/2 ]^2} .其中c>b>a.
根據海倫公式,我們可以將其繼續推廣至四邊形的面積運算。如下題:
已知四邊形ABCD為圓的內接四邊形,且AB=BC=4,CD=2,DA=6,求四邊形ABCD的面積
這裡用海倫公式的推廣
S圓內接四邊形= 根號下(p-a)(p-b)(p-c)(p-d) (其中p為周長一半,a,b,c,d,為4邊)
代入解得s=8√ 3
證明(3)
在△ABC中∠A、∠B、∠C對應邊a、b、c
O為其內切圓圓心,r為其內切圓半徑,p為其半周長
有tanA/2tanB/2+tanB/2tanC/2+tanC/2tanA/2=1
r(tanA/2tanB/2+tanB/2tanC/2+tanC/2tanA/2)=r
∵r=(p-a)tanA/2=(p-b)tanB/2=(p-c)tanC/2
∴ r(tanA/2tanB/2+tanB/2tanC/2+tanC/2tanA/2)
=[(p-a)+(p-b)+(p-c)]tanA/2tanB/2tanC/2
=ptanA/2tanB/2tanC/2
=r
∴p^2r^2tanA/2tanB/2tanC/2=pr^3
∴S^2=p^2r^2=(pr^3)/(tanA/2tanB/2tanC/2)
=p(p-a)(p-b)(p-c)
∴S=√p(p-a)(p-b)(p-c)
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海倫公式又譯希倫公式,傳說是古代的敘拉古國王希倫二世發現的公式,利用三角形的三條邊長來求取三角形面積。
假設有一個三角形,邊長分別為a、b、c,三角形的面積S可由以下公式求得:
S=\sqrt{s(s-a)(s-b)(s-c)}
而公式裡的s:
s=\frac{a+b+c}{2}
由於任何n邊的多邊形都可以分割成n-2個三角形,所以海倫公式可以用作求多邊形面積的公式。比如說測量土地的面積的時候,不用測三角形的高,只需測兩點間的距離,就可以方便地匯出答案。
證明
設三角形的三邊a、b、c的對角分別為A、B、C,則餘弦定理為
\cos(C) = \frac{a^2+b^2-c^2}{2ab}
從而有
\sin(C) = \sqrt{1-\cos^2(C)} = \frac{ \sqrt{-a^4 -b^4 -c^4 +2a^2b^2 +2b^2c^2 +2c^2a^2} }{2ab}
因此三角形的面積S為
S = \frac{1}{2}ab \sin(C)
= \frac{1}{4}\sqrt{-a^4 -b^4 -c^4 +2a^2b^2 +2b^2c^2 +2c^2a^2}
= \sqrt{s(s-a)(s-b)(s-c)}
最後的等號部分可用因式分解予以匯出。
已知三角形的三條邊長分別是a、b、c,則三角形的面積:
△=根號下s(s-a)(s-b)(s-c) 其中s=1/2(a+b+c)
這個公式叫海倫公式〔Heron's Formula〕。
中國大數學家秦九韶〔1022-1261〕在他寫的《數書九章》〔成書於1247〕的第五卷《田域類》第二題「三斜求積」中所用的公式本質上與海倫公式是相同的,其意義就是:設三角形的三邊分別為a,b,c,面積為Δ,則
Δ=根號下1/4{a2b2-{(a2+b2-c2)/2]2}
這個公式與海倫公式是等價的。