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卡諾定理 (內切圓、外接圓)

设ABC为三角形,O为其外心。则O到ABC各边的距离之和为

其中r为内切圆半径,R为外接圆半径。这个定理叫做卡诺定理(法語:Théorème de Carnot),以拉扎尔·卡诺為名。

引理 编辑

 中,  之外接圓半徑,且  之內切圓半徑,則

 

證明 编辑

假設 為銳角三角形,  之外接圓圓心,  三邊之距離分別為   ,其中   之距離,   之距離,   之距離。連接  ,在 中,根據三角形外心性質,可以得到

 
 

所以,可以得到 的表示式,

 

同理,亦可得到  的表示式,

 
 

因此,

 
 
 
 
 
 
 
 

根據引理,即可得證,

 

此外,若 為鈍角三角形,且 大於 度,其餘符號假設均與上面相同,則可以得到,

 
 
 

所以,

 
 
 

故得證卡諾定理。

參考資料 编辑

  • Perrier, Frédéric. Carnot's Theorem in Trigonometric Disguise. The Mathematical Gazette. 2007-03, 91 (520): 115-117 [2023-05-15]. (原始内容于2020-10-20). 

卡諾定理, 內切圓, 外接圓, 关于与, 標題相近或相同的条目, 請見, 卡諾定理, 设abc为三角形, o为其外心, 则o到abc各边的距离之和为d, displaystyle, begin, aligned, qquad, aligned, displaystyle, 其中r为内切圆半径, r为外接圆半径, 这个定理叫做卡诺定理, 法語, théorème, carnot, 以拉扎尔, 卡诺為名, 引理, 编辑在, displaystyle, triangle, nbsp, displaystyle, nbsp. 关于与 卡諾定理 內切圓 外接圓 標題相近或相同的条目 請見 卡諾定理 设ABC为三角形 O为其外心 则O到ABC各边的距离之和为D G D H D F D G D H D F R r displaystyle begin aligned amp qquad DG DH DF amp DG DH DF amp R r end aligned O O A O O B O O C R r displaystyle OO A OO B OO C R r 其中r为内切圆半径 R为外接圆半径 这个定理叫做卡诺定理 法語 Theoreme de Carnot 以拉扎尔 卡诺為名 引理 编辑在 A B C displaystyle triangle ABC nbsp 中 R displaystyle R nbsp 為 A B C displaystyle triangle ABC nbsp 之外接圓半徑 且r displaystyle r nbsp 為 A B C displaystyle triangle ABC nbsp 之內切圓半徑 則 r 4 R sin A 2 sin B 2 sin C 2 displaystyle r 4R sin frac A 2 sin frac B 2 sin frac C 2 nbsp 證明 编辑假設 A B C displaystyle triangle ABC nbsp 為銳角三角形 D displaystyle D nbsp 為 A B C displaystyle triangle ABC nbsp 之外接圓圓心 D displaystyle D nbsp 至 A B C displaystyle triangle ABC nbsp 三邊之距離分別為D G displaystyle overline DG nbsp D H displaystyle overline DH nbsp D F displaystyle overline DF nbsp 其中D G displaystyle overline DG nbsp 為D displaystyle D nbsp 至A B displaystyle overline AB nbsp 之距離 D H displaystyle overline DH nbsp 為D displaystyle D nbsp 至B C displaystyle overline BC nbsp 之距離 D F displaystyle overline DF nbsp 為D displaystyle D nbsp 至A C displaystyle overline AC nbsp 之距離 連接D displaystyle D nbsp 與B displaystyle B nbsp 在 H D B displaystyle triangle HDB nbsp 中 根據三角形外心性質 可以得到 D B R displaystyle overline DB R nbsp H D B A displaystyle angle HDB angle A nbsp 所以 可以得到D H displaystyle overline DH nbsp 的表示式 D H R cos A displaystyle overline DH R cos A nbsp 同理 亦可得到D G displaystyle overline DG nbsp 和D F displaystyle overline DF nbsp 的表示式 D G R cos C displaystyle overline DG R cos C nbsp D F R cos B displaystyle overline DF R cos B nbsp 因此 D G D H D F displaystyle overline DG overline DH overline DF nbsp R cos A cos B cos C displaystyle R cos A cos B cos C nbsp R 2 cos A B 2 cos A B 2 1 2 sin 2 C 2 displaystyle R 2 cos frac A B 2 cos frac A B 2 1 2 sin 2 frac C 2 nbsp R 2 cos p C 2 cos A B 2 1 2 sin p A B 2 sin C 2 displaystyle R 2 cos frac pi C 2 cos frac A B 2 1 2 sin frac pi A B 2 sin frac C 2 nbsp R 2 sin C 2 cos A B 2 1 2 cos A B 2 sin C 2 displaystyle R 2 sin frac C 2 cos frac A B 2 1 2 cos frac A B 2 sin frac C 2 nbsp R 2 sin C 2 cos A B 2 cos A B 2 1 displaystyle R 2 sin frac C 2 cos frac A B 2 cos frac A B 2 1 nbsp R 4 sin A 2 sin B 2 sin C 2 1 displaystyle R 4 sin frac A 2 sin frac B 2 sin frac C 2 1 nbsp 4 R sin A 2 sin B 2 sin C 2 R displaystyle 4R sin frac A 2 sin frac B 2 sin frac C 2 R nbsp 根據引理 即可得證 D G D H D F R r displaystyle overline DG overline DH overline DF R r nbsp 此外 若 A B C displaystyle triangle ABC nbsp 為鈍角三角形 且 B displaystyle angle B nbsp 大於90 displaystyle 90 nbsp 度 其餘符號假設均與上面相同 則可以得到 D H R cos A displaystyle overline DH R cos A nbsp D F R cos p B R cos B displaystyle overline DF R cos pi B R cos B nbsp D G R cos C displaystyle overline DG R cos C nbsp 所以 D G D H D F displaystyle overline DG overline DH overline DF nbsp R cos A cos B cos C displaystyle R cos A cos B cos C nbsp R r displaystyle R r nbsp 故得證卡諾定理 參考資料 编辑Perrier Frederic Carnot s Theorem in Trigonometric Disguise The Mathematical Gazette 2007 03 91 520 115 117 2023 05 15 原始内容存档于2020 10 20 取自 https zh wikipedia org w index php title 卡諾定理 內切圓 外接圓 amp oldid 78004404, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,

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