海伦定理证明过程
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海伦定理证明过程
在数学中,海伦定理(又称海伦公式)是指在任意三角形中,已知三边长,可以求出三角形面积的公式。
该定理最早由希腊数学家海伦提出,因此得名为海伦定理。
证明过程如下:
首先,根据海伦定理,任意三角形的面积S可以表示为:
S = √[s(s-a)(s-b)(s-c)]
其中,a、b、c分别为三角形的三条边长,s为它们的半周长,即:
s = (a+b+c)/2
因此,我们只需要证明该公式成立即可。
假设三角形的三边长分别为a、b、c,我们可以将它们作为底边,分别画出三个高h1、h2、h3,如下图所示:
[图片]
由三条高可知:
h1 = √(a^2 - x^2)
h2 = √(b^2 - y^2)
h3 = √(c^2 - z^2)
其中,x、y、z为三角形各边到高的垂线长度。
由勾股定理可知:
a^2 = x^2 + h1^2
b^2 = y^2 + h2^2
c^2 = z^2 + h3^2
将上式代入s和S的公式中,得到:
s = (a+b+c)/2 = (x+y+z+h1+h2+h3)/2
S = √[s(s-a)(s-b)(s-c)]
= √
[(x+y+z+h1+h2+h3)/2((x+y+z+h1+h2+h3)/2-a)((x+y+z+h1+h2+h3)/ 2-b)((x+y+z+h1+h2+h3)/2-c)]
经过展开和化简后,可以得到:
S = √[xyz(x+y+z)]
因此,我们证明了海伦定理的正确性。