角度平衡器

对于每个角度,都有一条线将角度分为两个相等的部分。这条线被称为角平分线在三角形中,有三条这样的线。三角形的三个角平分线在称为插入器三角形的。有几种方法可以看出为什么会这样。

  1. 角形平衡器(Cevians)

    这是推论2属于塞瓦定理.

    让我们在这里证明所需的比例。设AD为角度A的角平分线。三角形的面积可以用多种方法计算。我将使用其中两个来计算三角形ABD和ACD的面积。表示角度BAC的一半。然后

    面积(ABD)/面积(ACD)=[AB·AD·sin()/2] /[AC·AD·sin()/2] =AB/AC。

    另一方面,如果AH是从A到BC的高度,那么

    面积(ABD)/面积(ACD)=[AH·BD/2]/[AH·CD/2]=BD/CD。

    将两者结合在一起可以得到所需的标识:AB/AC=BD/CD。

    (可以找到不同证据的动态图示在别处.而且有另一个.)

  2. 通过平等的传递性

    角平分线已知一个角的轨迹是两个点等距的轨迹射线(半线)形成角度。因此,输入点的存在是等式的及物性.

  3. 作为双线轴的角平分线

    如果我们采用弗兰克·莫利的展望,平等的及物性仍将存在,但仅隐式存在。

    角平分线可以看作是接触两个圆的圆心的轨迹射线从同一点发出的。在三角形中,有三对这样的射线。选择任意角度并考虑其平分线。接触角两侧的圆的中心位于平分线上。相反,平分线上的任何一点都是接触角两侧的圆的中心。考虑由a和b对以及b和c对形成的两个角平分线。中心位于两个平分线交点的圆接触所有三条边。特别是,它接触边a和c,因此其中心位于这两条边形成的角的平分线上。

  4. 角平分线作为高度

    三角形的高度用作关联正三角形。此关联可以反向使用。

    考虑ΔABC。通过每个顶点绘制一条垂直于相应角平分线的线。这三条线将形成一个三角形,例如Δa’B’C’。注意,由于A'B'垂直于CLc(c),∠BCA'=∠ACB'。顶点A和B的角对也是如此镜子属性。正如我们所知,的正方的ΔA'B'C'的三角形具有mirror属性。我们很快就会利用这个观察结果。

    我们现在要显示的是,等分线AL、BLb条和CLc(c)分别通过顶点A'、B'和C'。相反,假设它们中至少有一个没有通过相应的顶点。那么ΔA'B'C'的正三角形不可能与ΔABC重合。但是,假设它们不同,在ΔA'B'C'中会有两个不同的内接三角形(ABC和orthic),它们具有mirror属性然而,可以证明这是不可能的。该属性只有一个三角形。(关于正三角形的其他性质,请参阅关于法格纳诺的问题.)

    证明非常简单。

    看起来三角形中的角mirror属性不是武断的。数一数图表中的角度。(钝角三角形和锐角三角形这两种情况应分别考虑。在前一种情况下,我们不应讨论内接三角形,而应考虑顶点位于给定三角形边上的三角形或其延伸。)任何具有镜像特性的三角形都必须与正三角形具有相同的角度,并且其边与正三角形平行。正如第三张图所示,对于不同于正方形的三角形,这显然是不可能的。(类似考虑在其中一个证明属于莫利定理.)

  5. 复数

    正如在海拔研究,让给定三角形的顶点位于单位圆上。为了方便起见,让我们把它们当作复数的平方:x12,x个22、和x2.圆弧x的中点1x个2与顶点x相对则等于±x1x个2类似地,对于圆弧x的中点2x个和x1x个。让我们选择x1,x个2,x个这样所有符号都被视为“+”。通过x的直线的倾斜1x个2和x(顶点x处的角平分线)由提供

    M(M)=(年2-年12)/(x)2-x个1x个2)
     =-1/(x1x个2x个2)

    它很容易给出角平分线的方程

    y=-(x-x1x个2)/(x)1x个2x个2)+年12

    例如,写下第二个角平分线的类似方程,

    y=-(x-x1x个)/(x)1x个x个22)+年1

    并求解y的两个方程,因为x是y的共轭,只需稍作努力,结果就可以简化为

    x=-(x1x个2+x个2x个+x个x个1)

    所有三个指数的对称表达式。因此,该点也属于第三个角平分线。

工具书类

  1. 梁申汉,复数与几何,MAA,1994年

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