海伦公式证明过程
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海伦公式证明过程
海伦公式是三角形中的唯一能精确计算面积的方法,它表明了三角形的面积与三条边长之积的关系:面积S = √[s(s-a)(s-b)(s-c)],其中s=(a+b+c)/2。
要证明海伦公式,首先需要证明三角形的底面积与三角形的边长之积的关系:
1. 使用勾股定理,假设三角形有三条边a、b、c,则a2+b2=c2。
2. 以三角形的底面积T为中心,在三角形中画出三个半圆,每
个半圆的半径分别为a、b、c,这样可以得到三个圆,每个圆的面积分别为Πa2,Πb2,Πc2。
3. 将三个圆的面积相加,即得到了三角形的底面积T:T=Πa2+Πb2+Πc2。
4. 由于三角形的底面积T=Πa2+Πb2+Πc2,则可以把T表示为三角形的边长之积的形式:T=(a*b*c)/π。
5. 现在,已经证明了三角形的底面积T与三角形的边长之积的
关系。
6. 按照正确的构造法,绘制出围绕三角形的极角形(三角形的
内心角被划分成三等份),其面积为三角形的面积(S)。
7. 关于极角形面积的几何公式为:S=ρ2(α+β+γ-π)/2,
其中ρ为外接圆的半径,α+β+γ是三角形三个内角的和。
8. 把ρ表示为半周长s的1/2,即ρ=s/2,则极角形面积可表
示为:S= (s/2)2(α+β+γ-π)/2。
9. 将极角形面积S=(s/2)2(α+β+γ-π)/2式子代入开始定义的三角形底面积T=(a*b*c)/π,可以得到:S= (s/2)2(α+β+γ-π)/2=(a*b*c)/π
10. 将上面的式子扩充:S= (s/2)2(α+β+γ-π)/2=(a*b*c)/π=((a+b+c)/2)2(α+β+γ-π)/2
11. 化简得:S=√[s(s-a)(s-b)(s-c)],即得到海伦公式。
由以上的证明过程可以看出,海伦公式是三角形中面积与三角形的边长之积的关系的准确表达。