三角形中高度的同时性
三角证明

杜珊·瓦略
2012年2月

设(ABC)为三角形。使用标准符号,我们表示海拔\(h_a=AH_a\),\(h_b=BH_b\),_(h_c=CH_c\)。

定理

三角形的三个高度是同时的。

证明

首先观察到在直角三角形ABC中,高度确实在直角顶点相交。现在,假设三角形ABC不是直角的,并表示为\(D=h_a\cap h_b\),\(E=h_a\ cap h_c\)。我们希望证明,(D)与(E)一致。

三角形中高度一致性的三角证明图解

三角形\(ABH_a\),\(ACH_a\)是直角的,我们很容易推导

(1)

\(h_a=c\cdot\sin B=B\cdot\sin c\)。

从直角三角形\(ACH_a\),\(ABH_b\)得到

(2)

\(CH_a=b\cdot\cos C,\)\(AH_b=cdot\cos a.\)

三角形\(CEH_a\),\(ADH_b\)也是直角的,因此\(角度ADH_b=角度C),\。从(2)中,我们得到

\(显示样式AD=\frac{c\cdot\cos A}{\sin c}\),\(显示样式EH_A=\frac{b\cdot\ cos c}{\tan b}\)。

设\(x=DE\)。然后,对于高度\(AH_a\),

\(AH_a=AD+x+EH_a\)。

使用(1),可以将其重写为

(3)

\(显示样式c\cdot\sin c=c\cdot \frac{\cos A}{\sin c}+x+b\cdot\frac{\cosC}{\tan b}\)。

接下来,我们应用角和定理在三角形和众所周知的公式中

\(\cos(X+Y)=\cos X\cdot\cos Y-\sin X\cdot\sin Y\),
\(\cos(\pi-X)=-\cos X.)

我们在(3)中首先使用后者和\(X=A=\pi-(B+C)\)来最终得出

\(显示样式x=(b\cdot\cos C-C\cdot\ cos b)\bigg[(1-\frac{1}{\tan b\cdot\tan C}\bigg]\)。

通过(1),第一个因子等于\(b\cdot\cos C-C\cdot\ cos b=h_a-h_a=0\),这意味着根据需要\(x=0 \)。这就完成了证明。


三角学

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