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  • 1 # 用戶7105401210582

    三角形的四個心分別是重心、外心、內心和垂心,它們的向量表示和推導如下:

    1. 重心G的向量表示和推導:

    重心G是由三角形三個頂點的向量之和再除以3得到的,即 G = (A+B+C)/3。

    其中,A、B、C分別為三角形ABC的三個頂點的向量表示。

    2. 外心O的向量表示和推導:

    外心O是三角形的外接圓心,可以通過求三條垂直平分線相交的點得到。

    設三角形的三邊分別為AB、BC、AC,對應中垂線分別為D、E、F,則外心O是三條垂直平分線DE、EF、FD的交點。

    因此,可以用向量表示來計算O點的坐標,方法如下:

    a. 求三邊上的中點M1、M2、M3,即M1=(A+B)/2, M2=(B+C)/2, M3=(A+C)/2。

    b. 求出兩個垂直平分線的方向向量u和v,其中u=M2-M1,v=M3-M1。

    c. 求出垂直平分線上一點P,即P=M1+u x (v x u)/(v x u)。

    d. O點坐標為P的向量表示,即 O = P。

    其中,“x”表示向量的叉積運算,“/”表示向量的數量積運算(即點積)。

    3. 內心I的向量表示和推導:

    內心I是三角形的內切圓心,可以通過求三邊的角平分線相交的點得到。

    設三角形的三邊為AB、BC、AC,角A的平分線交BC於點D,角B的平分線交AC於點E,角C的平分線交AB於點F,則內心I是三條角平分線AD、BE和CF的交點。

    因此,可以用向量表示來計算I點的坐標,方法如下:

    a. 求出角B和角C的平分線的交點P1,即P1=B+(C-B)/(|C-B|+|C-A|)。

    b. 同理,求出角A和角C的平分線的交點P2,即P2=C+(A-C)/(|A-C|+|A-B|)。

    c. 最後,求出角A和角B的平分線的交點,即I=A+(B-A)x(P1-A)/(B-A)x(P1-A)+(C-A)x(P2-A)/(C-A)x(P2-A)。

    其中,“| |”表示向量的模運算,即長度或大小。

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