海伦公式及其证明方法
海伦公式的证明过程
海伦公式的证明过程海伦公式,也称为海伦-柯利公式,是用于计算三角形面积的一种公式,它由古希腊数学家海伦提出,在西元一世纪的《几何原本》中首次被描述。
假设有一个三角形,它的三边长度分别为a、b、c,那么根据海伦公式,它的面积S可以表示为:S=√[s(s-a)(s-b)(s-c)]其中s是半周长,可以计算为三边长度之和的一半,即:s=(a+b+c)/2现在我们来证明一下海伦公式。
假设有一个三角形ABC,我们可以假设它的顶点A位于坐标原点,B 位于x轴上,C位于x轴上的正半轴上方。
首先,我们可以计算出各个顶点的坐标分别为A(0,0),B(b,0),C(c*cosθ,c*sinθ),其中θ是角C的大小。
接下来,我们可以计算出边AB和AC的长度,分别为:AB=√[(b-0)^2+(0-0)^2]=bAC = √[(c*cosθ-0)^2 + (c*sinθ-0)^2] = c接着,我们可以计算出角ABC的大小,可以利用余弦定理来计算:cos(ABC) = [(b-0)^2 + (0-0)^2 + c^2 - (c*cosθ-0)^2 -(c*sinθ-0)^2]/(2*b*c) = (b^2 + c^2 - 2bc*cosθ)/(2*b*c)进一步简化后可以得到:cos(ABC) = (b^2 + c^2 - 2bc*cosθ)/(2*b*c)然后,我们可以应用正弦定理来计算角ABC的正弦值:sin(ABC) = √[1 - cos^2(ABC)]再进一步简化后可以得到:sin(ABC) = √[1 - (b^2 + c^2 - 2bc*cosθ)^2/(4*b^2*c^2)]接下来,我们可以计算三角形的面积,利用面积公式S =(1/2)*AB*AC*sin(ABC):S = (1/2)*b*c*sin(ABC) = (1/2)*b*c*√[1 - (b^2 + c^2 -2bc*cosθ)^2/(4*b^2*c^2)]然后,我们将sin(ABC)的表达式进行进一步简化:sin(ABC) = √[1 - (b^2 + c^2 - 2bc*cosθ)^2/(4*b^2*c^2)]= √[(4*b^2*c^2 - (b^2 + c^2 - 2bc*cosθ)^2)/(4*b^2*c^2)] = √[(4*b^2*c^2 - (b^4 + c^4 + (2bc*cosθ)^2 - 2*b^2*c^2 + 2bc*cosθ*(b^2 + c^2))/(4*b^2*c^2)]= √[(4*b^2*c^2 - b^4 - c^4 - (2bc*cosθ)^2 + 2*b^2*c^2 - 2bc*b^2 - 2bc*c^2 + 2(b^3*c*cosθ + bc^3*cosθ))/(4*b^2*c^2)] = √[(2b^2*c^2 + 2*c^2*b^2 - b^4 - c^4 - (2bc*cosθ)^2 +2bc*(b^3*cosθ + bc^2*cosθ))/(4*b^2*c^2)]= √[(4*b^4*c^2 + 4*b^2*c^4 - 2b^6 - 2*c^6 -4b^2*c^2*(cosθ)^2 + 2bc*(b^3*cosθ + bc^2*cosθ))/(4*b^2*c^2)] = √[(4b^4*c^2 + 4*b^2*c^4 - 2b^6 - 2c^6 -4b^2*c^2*(cosθ)^2 + 2b^4*c*cosθ + 2bc^3*cosθ)/(4*b^2*c^2)] = √[2b^2*c^2 + 2bcosθ*(b^4 + c^4 - 2b^2*c^2 + bc^2)]/(2bc)最后,我们可以将sin(ABC)的表达式代入到三角形面积公式中,得到:S = (1/2)*b*c*sin(ABC) = (1/2)*b*c*√[2b^2*c^2 +2bcosθ*(b^4 + c^4 - 2b^2*c^2 + bc^2)]/(2bc)= √[b^2*c^2 - (b^4 + c^4 - 2b^2*c^2 + bc^2)cosθ]/2= √[(b^2*c^2 + b^4 + c^4 - 2b^2*c^2 + bc^2)cosθ]/2= √[(b^4 + c^4 - 2b^2*c^2)cosθ + b^2*c^2]/2最后,我们可以用半周长s来替代上式中的cosθ,因为根据三角恒等式有cosθ = (b^2 + c^2 - a^2)/(2bc),其中a是边BC的长度,即:b^2 + c^2 - a^2 = 2bc*cosθ带入后可得:S = √[(b^4 + c^4 - 2b^2*c^2)cosθ + b^2*c^2]/2= √[(b^4 + c^4 - 2b^2*c^2)*(b^2 + c^2 - a^2)/(2bc) +b^2*c^2]/2=√[(b^2+c^2+a^2)(-b^2+c^2+a^2)(b^2-c^2+a^2)(a^2+b^2+c^2)]/4b*c所以,我们成功地证明了海伦公式。
海伦公式的几种证明与推广
海伦公式的几种证明与推广
1. 直角三角形海伦公式的证明:
令直角三角形ABC的斜边长为c,其中a、b分别为直角边的长度,则有:
c^2=a^2+b^2
令三角形ABC的外接圆的半径为R,则有:
R=a+b+c/2
由此,可以推出:
R^2=(a+b+c/2)^2=a^2+2ab+b^2+c^2/4=a^2+2ab+b^2+c^2/4 即:
R^2=a^2+b^2+2ab
两边同时乘以4,得:
4R^2=4a^2+4b^2+8ab
即:
4R^2=(2a+2b)^2
即:
R^2=(a+b)^2
由此可以得到海伦公式:
c^2=a^2+b^2-2ab
2. 直角三角形海伦公式的推广:
(1)等腰三角形海伦公式:
设等腰三角形ABC的斜边长为c,其中a、b分别为等腰边的
长度,则有:
c^2=a^2+b^2-2ab
(2)等腰梯形海伦公式:
设等腰梯形ABCD的斜边长为c,其中a、b分别为等腰边的
长度,则有:
c^2=a^2+b^2-2ab
(3)等边三角形海伦公式:
设等边三角形ABC的斜边长为c,其中a分别为等边的长度,则有:
c^2=3a^2-2ab。
海伦公式的证明过程
海伦公式的证明过程海伦公式是一个有关三角形面积的公式,它的表达式为:S = √p(p - a)(p - b)(p - c)其中,S是三角形的面积,a、b、c是三角形的三条边,p是三角形的半周长,即p = (a + b + c) / 2。
证明过程如下:1.将三角形的三条边分别记作a、b、c,并设三角形的面积为S。
2.将三角形的一条边作为底,另一条边作为高,求出三角形的面积S1。
3.使用勾股定理求出三角形的斜边c的长度,即c = √(a^2 + b^2)。
4.将三角形的斜边c作为底,高设为h,求出三角形的面积S2。
5.将S1和S2相加,得到S = S1 + S2。
6.将S1和S2的表达式带入得到的S = S1 + S2,得到S = (1/2)ab + (1/2)ch。
7.根据勾股定理,h = √(c^2 - a^2),将h的表达式带入S = (1/2)ab + (1/2)ch,得到S =(1/2)ab + (1/2)c√(c^2 - a^2)。
8.将c^2 - a^2的表达式展开,得到S = (1/2)ab + (1/2)c√(c + a)(c - a)。
9.将(c + a)和(c - a)合并得到2c,将2c带入S = (1/2)ab + (1/2)c√(c + a)(c - a),得到S= (1/2)ab + (1/2)c√(2c)(c - a)10.设p = (a + b + c) / 2,将p带入S = (1/2)ab + (1/2)c√(2c)(c - a),得到S = (1/2)ab +(1/2)c√(2p - a)(p - a)。
11.将(2p - a)和(p - a)合并得到p,将p带入S = (1/2)ab + (1/2)c√(2p - a)(p - a),得到S= (1/2)ab + (1/2)cp。
12.将S = (1/2)ab + (1/2)cp和S = (1/2)ac + (1/2)bp相加,得到S = (1/2)(ab + ac + bc)。
海伦公式的推导和应用
海伦公式海伦公式又译作希伦公式、海龙公式、希罗公式、海伦-秦九韶公式,传说是古代的叙拉古国王希伦二世发现的公式,利用三角形的三条边长来求取三角形面积。但根据Morris Kline在1908年出版的著作考证,这条公式其实是阿基米德所发现,以托希伦二世的名发表。我国宋代的数学家秦九韶也提出了“三斜求积术”,它与海伦公式基本一样。假设有一个三角形,边长分别为a、b、c,三角形的面积S可以下公式求得:S=√[p(p-a)(p-b)(p-c)]而公式里的p为半周长:p=(a+b+c)/2——————————————————————————————————————————————注1:\《度量论》)手抄本中用s作为半周长,所以S=√[p(p-a)(p-b)(p-c)]和S=√[s(s-a)(s-b)(s-c)]两种写法都是可以的,但多用p作为半周长。——————————————————————————————————————————————于任何n边的多边形都可以分割成n-2个三角形,所以海伦公式可以用作求多边形面积的公式。比如说测量土地的面积的时候,不用测三角形的高,只需测两点间的距离,就可以方便地导出答案。 证明:与海伦在他的著作\《度量论》)中的原始证明不同,在此我们用三角公式和公式变形来证明。设三角形的三边a、b、c的对角分别为A、B、C,则余弦定理为cosC = (a_+b_-c_)/2abS=1/2*ab*sinC=1/2*ab*√(1-cos_ C)=1/2*ab*√[1-(a_+b_-c_)_/4a_*b_] =1/4*√[4a_*b_-(a_+b_-c_)_]=1/4*√[(2ab+a_+b_-c_)(2ab-a_-b_+c_)] =1/4*√[(a+b)_-c_][c_-(a-b)_] =1/4*√[(a+b+c)(a+b-c)(a-b+c)(-a+b+c)]设p=(a+b+c)/2则p=(a+b+c)/2, p-a=(-a+b+c)/2, (a-b+c)/2,p-c=(a+b-c)/2,上式=√[(a+b+c)(a+b-c)(a-b+c)(-a+b+c)/16] =√[p(p-a)(p-b)(p-c)]所以,三角形ABC面积S=√[p(p-a)(p-b)(p-c)]证明:我国宋代的数学家秦九韶也提出了“三斜求积术”。它与海伦公式基本一样,其实在《九章算术》中,已经有求三角形公式“底乘高的一半”,在实际丈量土地面积时,于土地的面积并不是的三角形,要找出它来并非易事。所以他们想到了三角形的三条边。如果这样做求三角形的面积也就方便多了。但是怎样根据三边的长度来求三角形的面积?直到南宋,我国著名的数学家九韶提出了“三斜求积术”。秦九韶他把三角形的三条边分别称为小斜、中斜和大斜。“术”即方法。三斜求积术就是用小斜平方加上大斜平方,送到斜平方,取相减后余数的一半,自乘而得一个数小斜平方乘以大斜平方,送到上面得到的那个。相减后余数被4除冯所得的数作为“实”,作1作为“隅”,开平方后即得面积。所谓“实”、“隅”指的是,在方程px 2=qk,p为“隅”,q为“实”。以△、a,b,c表示三角形面积、大斜、中斜、小斜,所以q=1/4[c 2a 2-(c%| 2+a 2-b 2/2) 2]当P=1时,△2=q,S△=√{1/4[c 2a 2-(c 2+a 2-b 2/2) 2]}因式分解得1/16[(c+a) 2-b 2][b 2-(c-a) 2]=1/16(c+a+b)(c+a-b)(b+c-a)(b-c+a)=1/8S(c+a+b-2b)(b+c+a-2a)(b+a+c-2c)=p(p-a)(p-b)(p-c根号下(p-a)(p-b)(p-c)(p-d)代入解得s=8√ 3海伦公式的几种另证及其推广关于三角形的面积计算公式在解题中主要应用的有:设△ABC中,a、b、c分别为角A、B、C的对边,ha为a边上的高,R、r分别为△ABC外接圆、内切圆的半径,p = (a+b+c),则S△ABC=1/2 aha =1/2 ab×sinC =1/2 r p= 2R2sinAsinBsinC= √[p(p-a)(p-b)(p-c)]其中,S△ABC =√[p(p-a)(p-b)(p-c)]就是著名的海伦公式,在希腊数学家海伦的著作《测地术》中有记载。海伦公式在解题中有十分重要的应用。 一、海伦公式的证明 证一勾股定理 如右图勾股定理证明海伦公式。证二:斯氏定理 如右图。斯氏定理证明海伦公式证三:余弦定理分析:变形②S =可知,运用余弦定理c2 = a2 + b2-2abcosC对其进行证明。证明:要证明S =则要证S === ab×sinC此时S = ab×sinC为三角形计算公式,故得证。 证四:恒等式恒等式证明(1)恒等式证明(2)证五:半角定理∵证一,x = =-c = p-cy = =-a = p-az = =-b = p-b∴r3 =∴r =∴S△ABC = r·p =故得证。 二、海伦公式的推广于在实际应用中,往往需计算四边形的面积,所以需要对海伦公式进行推广。于三角形内接于圆,所以猜想海伦公式的推广为:在任意内接与圆的四边形ABCD中,设p= ,则S四边形=现根据猜想进行证明。证明:如图,延长DA,CB交于点E。 设EA = e EB = f∵∠1+∠2 =180○∠2+∠3 =180○∴∠1 =∠3∴△EAB~△ECD∴= = =解得:e =①f =②于S四边形ABCD = S△EAB将①,②跟b =代入公式变形④,得:∴S四边形ABCD =所以,海伦公式的推广得证。 三、海伦公式的推广的应用海伦公式的推广在实际解题中有着广泛的应用,特别是在有关圆内接四边形的各种综合题中,直接运用海伦公式的推广往往事倍功半。例题:如图,四边形ABCD内接于圆O中,SABCD = ,AD = 1,AB = 1, CD = 2.求:四边形可能为等腰梯形。 解:设BC = x海伦公式的推广,得:(4-x)(2+x)2 =27x4-12x2-16x+27 = 0x2(x2—1)-11x(x-1)-27(x-1) = 0(x-1)(x3+x2-11x-27) = 0x = 1或x3+x2-11x-27 = 0当x = 1时,AD = BC = 1∴四边形可能为等腰梯形。在程序中实现(VBS): dim a,b,c,p,q,sa=inputbox(\请输入三角形第一边的长度\ b=inputbox(\请输入三角形第二边的长度\ c=inputbox(\请输入三角形第三边的长度\ a=1*a b=1*b c=1*cp=(a+b+c)*(a+b-c)*(a-b+c)*(-a+b+c) q=sqr(p) s=(1/4)*qmsgbox(\三角形面积为\,\三角形面积\在VC中实现#include #include main() {int a,b,c,s;printf(\输入第一边\\n\ scanf(\ printf(\输入第二边\\n\ scanf(\ printf(\输入第三边\\n\ scanf(\ s=(a+b+c)/2;printf(\面积为:%f\\n\ }海伦公式
海伦公式几种证明方法
海伦公式几种证明方法海伦公式是用于计算三角形面积的一种公式,公式为:面积S=√(s(s-a)(s-b)(s-c))其中,a、b、c是三角形的三边长度,s是半周长,即s=(a+b+c)/2以下是几种证明海伦公式的方法。
1.利用矢量运算法证明海伦公式:首先,将三角形的三个顶点用向量表示,分别为A、B、C。
然后,利用向量的性质计算向量AB、BC和CA的模长,即三边的长度。
接下来,计算向量AB和BC的叉乘,得到一个新的向量P。
最后,利用向量的模长和叉乘的结果,计算三角形的面积S,即S=1/2*,P。
2.利用三角形的高进行证明:设h_a、h_b和h_c分别为三角形的三条高,分别与边a、b和c对应。
根据三角形的面积公式S=1/2*a*h_a,我们可以得到以下三个等式:S=1/2*a*h_aS=1/2*b*h_bS=1/2*c*h_c将这三个等式相加,可以得到S=1/2*(a*h_a+b*h_b+c*h_c)。
而另一方面,根据海伦公式的定义,s=(a+b+c)/2、将之前得到的三个等式代入,可以得到S=√(s(s-a)(s-b)(s-c))。
3.利用三角形内切圆进行证明:内切圆是与三角形的三条边都相切的圆。
设内切圆的半径为r。
根据圆的性质,可以得到以下三个等式:S=1/2*a*rS=1/2*b*rS=1/2*c*r将这三个等式相加,可以得到S=1/2*(a*r+b*r+c*r)。
而另一方面,根据海伦公式的定义,s=(a+b+c)/2、将之前得到的三个等式代入,可以得到S=√(s(s-a)(s-b)(s-c))。
以上是三种常见的证明海伦公式的方法。
这些证明方法均可以通过基本的几何性质和定理进行推导,从而得到海伦公式。
海伦公式
(海伦公式)已知三角形三条边长,求面积海伦公式:S=(△)=√[p(p-a)(p-b)(p-c)]其中p是三角形的周长的一半p=(a+b+c)/2.~~~~以下转自百度百科~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~海伦公式海伦公式又译作希伦公式、海龙公式、希罗公式、海伦-秦九韶公式,传说是古代的叙拉古国王希伦(Heron,也称海龙)二世发现的公式,利用三角形的三条边长来求取三角形面积。
但根据Morris Kline在1908年出版的著作考证,这条公式其实是阿基米德所发现,以托希伦二世的名发表(未查证)。
我国宋代的数学家秦九韶也提出了“三斜求积术”,它与海伦公式基本一样。
假设有一个三角形,边长分别为a、b、c,三角形的面积S可由以下公式求得:S=√[p(p-a)(p-b)(p-c)]而公式里的p为半周长:p=(a+b+c)/2——————————————————————————————————————————————注:"Metrica"(《度量论》)手抄本中用s作为半周长,所以S=√[p(p-a)(p-b)(p-c)] 和S=√[s(s-a)(s-b)(s-c)]两种写法都是可以的,但多用p作为半周长。
——————————————————————————————————————————————由于任何n边的多边形都可以分割成n-2个三角形,所以海伦公式可以用作求多边形面积的公式。
比如说测量土地的面积的时候,不用测三角形的高,只需测两点间的距离,就可以方便地导出答案。
证明(1):与海伦在他的著作"Metrica"(《度量论》)中的原始证明不同,在此我们用三角公式和公式变形来证明。
设三角形的三边a、b、c的对角分别为A、B、C,则余弦定理为cosC = (a^2+b^2-c^2)/2abS=1/2*ab*sinC=1/2*ab*√(1-cos^2 C)=1/2*ab*√[1-(a^2+b^2-c^2)^2/4a^2*b^2]=1/4*√[4a^2*b^2-(a^2+b^2-c^2)^2]=1/4*√[(2ab+a^2+b^2-c^2)(2ab-a^2-b^2+c^2)]=1/4*√[(a+b)^2-c^2][c^2-(a-b)^2]=1/4*√[(a+b+c)(a+b-c)(a-b+c)(-a+b+c)]设p=(a+b+c)/2则p=(a+b+c)/2, p-a=(-a+b+c)/2, p-b=(a-b+c)/2,p-c=(a+b-c)/2,上式=√[(a+b+c)(a+b-c)(a-b+c)(-a+b+c)/16]=√[p(p-a)(p-b)(p-c)]所以,三角形ABC面积S=√[p(p-a)(p-b)(p-c)]证明(2):我国宋代的数学家秦九韶也提出了“三斜求积术”。
海伦公式及其证明方法
海伦公式及其证明方法海伦公式是三角形的重要结论之一,它描述了三角形的边长和面积之间的关系。
具体地说,海伦公式给出了三角形的面积可以通过其三条边的长度来计算。
假设我们有一个三角形ABC,其三个边的长度分别为a,b和c。
令s 为半周长,则s=(a+b+c)/2、海伦公式可以表示为:面积=√(s(s-a)(s-b)(s-c))下面我将介绍两种常见的证明方法,一种基于面积的计算,另一种基于三角函数的计算。
1.基于面积的证明方法:C/\h1/\h2/\/_______\AbB----a-----我们可以通过计算这些小三角形的面积来求解整个三角形的面积。
令s1、s2和s3分别表示三个小三角形的半周长,即s1=(a+h1+h2)/2,s2=(b+h2+h3)/2,s3=(c+h1+h3)/2分别应用海伦公式到s1、s2和s3得到小三角形的面积:S1=√(s1(s1-a)(s1-h1)(s1-h2))S2=√(s2(s2-b)(s2-h2)(s2-h3))S3=√(s3(s3-c)(s3-h1)(s3-h3))然后,我们将这些小三角形的面积相加,得到整个三角形ABC的面积:面积=S1+S2+S3=√(s1(s1-a)(s1-h1)(s1-h2))+√(s2(s2-b)(s2-h2)(s2-h3))+√(s3(s3-c)(s3-h1)(s3-h3))接下来,我们需要证明上式等于√(s(s-a)(s-b)(s-c))。
通过一系列代换和简化,可以证明上述等式成立。
这个证明过程相对复杂,涉及到较多的代数和几何计算,超出了本回答的范围。
感兴趣的读者可以参考相关数学教材或其他资料进行学习和探索。
2.基于三角函数的证明方法:另一种证明海伦公式的方法是基于三角函数。
这种方法使用三角函数的性质,将三角形的面积表达为三个边长和角度的函数,然后进行推导得到海伦公式。
我们首先假设三个边的正弦值为三个角度的函数,即sinA = a/2R,sinB = b/2R,sinC = c/2R,其中R为三角形的外接圆半径。
海伦公式的证明方法
海伦公式的证明方法海伦公式的证明介绍海伦公式是解决三角形面积的一个重要公式,可以通过三个边长来计算三角形的面积。
本文将详细介绍海伦公式的证明过程,并列举各种证明方法。
方法一:利用三角形的高度1.假设三角形的边长分别为a,b,c。
2.设三角形的高分别为h1,h2,h3,分别由边a,b,c所对应的高。
3.利用三角形的高度关系,我们可以得到公式h1 = 2 * S / a,h2= 2 * S / b,h3 = 2 * S / c,其中S为三角形的面积。
4.将上述公式带入等式,得到 h1 + h2 + h3 = 2 * S / a + 2 *S / b + 2 * S / c = 2S(a + b + c) / abc 由此可得 S =(abc) / (2(a + b + c)),即为海伦公式。
方法二:利用三角形的面积公式1.根据三角形的面积公式S = sqrt(s(s-a)(s-b)*(s-c)),其中s为三角形的半周长,即s = (a + b + c)/2。
2.可以将该面积公式带入等式,并进行简化运算,推导得到海伦公式。
方法三:利用余弦定理1.根据余弦定理 c^2 = a^2 + b^2 - 2ab*cos(C),其中C为三角形的夹角。
2.将cos(C)用海伦公式中的三个边长带入,得到 cos(C) = (a^2 +b^2 - c^2) / 2ab。
3.将cos(C)带入三角形的面积公式 S = 1/2 * a * b * sin(C),并利用sin^2(C) = 1 - cos^2(C)进行变形,可得 S =sqrt(s(s-a)(s-b)*(s-c)),即为海伦公式。
方法四:利用向量法1.假设三角形的顶点分别为A,B,C。
2.对边向量AB和AC作向量叉乘得到一个面积向量,其模长即为三角形的面积的2倍。
3.根据向量叉乘的性质,可以得到该面积向量的模长为|AB ×AC| = * |AB| * |AC| * sin(∠BAC)。
海伦公式及其证明方法
海伦公式及其证明方法海伦公式是一个三角形的面积与边长之间的关系公式,它由古希腊数学家海伦提出,广泛应用于各种几何问题的求解中。
本文将介绍海伦公式及其证明方法。
首先,我们来看一下海伦公式的表达式:假设有一个三角形,其三边长度分别为a、b、c,海伦公式可以表示为:s=(a+b+c)/2其中s为半周长,即三边长度之和除以2三角形的面积可以用海伦公式表示为:面积=√(s*(s-a)*(s-b)*(s-c))接下来,我们将通过一个简单的证明来验证海伦公式。
证明:假设有一个三角形ABC,边长分别为a、b、c,半周长为s,高为h。
我们知道,三角形的面积可以通过底边和高的乘积的一半来计算,即:面积=1/2*b*h三角形的高可以由海伦公式推导出来,可以用边长表示如下:h=2*(面积/b)将面积代入上式,我们可以得到:h=2*(1/2*b*h/b)=h这是一个平凡的等式,表明三角形的高与边长之间是相等的。
现在我们将这个等式代入到另一个三角形ABC的面积计算公式中:面积=1/2*a*h将h代入,我们得到:面积=1/2*a*(2*(1/2*a*h/a))=a*(1/2*h)同样的,我们可以用边长b代入面积公式:面积=b*(1/2*h)将两个表达式相加面积=a*(1/2*h)+b*(1/2*h)=(1/2*h)*(a+b)=1/2*(a+b+c)*(1/2*h)这里我们可以将a+b+c除以2进行化简,得到:面积=(a+b+c)/2*1/2*h=s*1/2*h=s*r其中r为三角形的内切圆半径。
综上所述,我们可以得出海伦公式:面积=√(s*(s-a)*(s-b)*(s-c))海伦公式的证明就完成了。
它提供了一种方便快捷的方法,通过已知三边长,我们可以计算出任意三角形的面积。
除了上述的几何证明方法外,还有数学分析的证明方法来验证海伦公式,但这种方法相对较为复杂。
这里我们不做详细展开,以保持文章的简洁性。
总结:海伦公式是一个用于计算三角形面积的公式,它通过三角形的边长来计算。
海伦公式的推导和应用
海伦公式海伦公式又译作希伦公式、海龙公式、希罗公式、海伦-秦九韶公式,传说是古代的叙拉古国王希伦(Heron,也称海龙)二世发现的公式,利用三角形的三条边长来求取三角形面积。
但根据Morris Kline在1908年出版的著作考证,这条公式其实是阿基米德所发现,以托希伦二世的名发表(未查证)。
我国宋代的数学家秦九韶也提出了“三斜求积术”,它与海伦公式基本一样。
假设有一个三角形,边长分别为a、b、c,三角形的面积S可由以下公式求得:S=√[p(p-a)(p-b)(p-c)]而公式里的p为半周长:p=(a+b+c)/2——————————————————————————————————————————————注1:"Metrica"(《度量论》)手抄本中用s作为半周长,所以S=√[p(p-a)(p-b)(p-c)] 和S=√[s(s-a)(s-b)(s-c)]两种写法都是可以的,但多用p作为半周长。
——————————————————————————————————————————————由于任何n边的多边形都可以分割成n-2个三角形,所以海伦公式可以用作求多边形面积的公式。
比如说测量土地的面积的时候,不用测三角形的高,只需测两点间的距离,就可以方便地导出答案。
证明(1):与海伦在他的著作"Metrica"(《度量论》)中的原始证明不同,在此我们用三角公式和公式变形来证明。
设三角形的三边a、b、c的对角分别为A、B、C,则余弦定理为cosC = (a^2+b^2-c^2)/2abS=1/2*ab*sinC=1/2*ab*√(1-cos^2 C)=1/2*ab*√[1-(a^2+b^2-c^2)^2/4a^2*b^2]=1/4*√[4a^2*b^2-(a^2+b^2-c^2)^2]=1/4*√[(2ab+a^2+b^2-c^2)(2ab-a^2-b^2+c^2)]=1/4*√[(a+b)^2-c^2][c^2-(a-b)^2]=1/4*√[(a+b+c)(a+b-c)(a-b+c)(-a+b+c)]设p=(a+b+c)/2则p=(a+b+c)/2, p-a=(-a+b+c)/2, p-b=(a-b+c)/2,p-c=(a+b-c)/2,上式=√[(a+b+c)(a+b-c)(a-b+c)(-a+b+c)/16]=√[p(p-a)(p-b)(p-c)]所以,三角形ABC面积S=√[p(p-a)(p-b)(p-c)]证明(2):我国宋代的数学家秦九韶也提出了“三斜求积术”。
三角形海伦面积公式证明
三角形海伦面积公式证明
三角形的海伦公式是指:已知三角形的三边长a、b、c,海伦公式可以用来计算三角形的面积S。
首先,我们需要知道三角形的周长P,即:P = a + b + c。
根据三角形的海伦公式:S = √[P(P-a)(P-b)(P-c)]。
我们可以推导出该公式的正确性。
首先,根据海伦公式,S = √[P(P-a)(P-b)(P-c)]。
然后,我们可以用P = a + b + c代入上式中,即:S =
√[(a+b+c)(a+b+c-a)(a+b+c-b)(a+b+c-c)]。
即:S = √[(a+b+c)(b+c)(c+a)(a+b)]。
我们可以继续拆开这个乘积,即:S = √[(a+b+c)(b+c)] *
√[(a+b+c)(c+a)]。
继续展开,得到:S = √[(a+b+c)(a+b)(a+c)(b+c)]。
再继续拆开乘积,得到:S = √[(a+b)(a+c)] * √[(b+c)(a+c)] *
√[(a+b+c)^2]。
可以发现,√[(a+b)(a+c)]就是(a+b+c)的拆分之一,同理,
√[(b+c)(a+c)]也是(a+b+c)的拆分之一,所以可以用(a+b+c)代替它们,即:S = (a+b+c) * √[(a+b+c)^2]。
继续化简,得到:S = (a+b+c) * (a+b+c)。
最后,S = (a+b+c)^2。
从以上过程可以看出,根据海伦公式得到的面积公式S =
(a+b+c)^2与(a+b+c)的平方是等价的。
所以,三角形的海伦公式成立。
海伦公式的推导和应用
海伦公式海伦公式又译作希伦公式、海龙公式、希罗公式、海伦-秦九韶公式,传说是古代的叙拉古国王希伦(Heron,也称海龙)二世发现的公式,利用三角形的三条边长来求取三角形面积。
但根据M orris Kline在1908年出版的着作考证,这条公式其实是阿基米德所发现,以托希伦二世的名发表(未查证)。
我国宋代的数学家秦九韶也提出了“三斜求积术”,它与海伦公式基本一样。
假设有一个三角形,边长分别为a、b、c,三角形的面积S可由以下公式求得:S=√[p(p-a)(p-b)(p-c)]而公式里的p为半周长:p=(a+b+c)/2——————————————————————————————————————————————注1:"Metrica"(《度量论》)手抄本中用s作为半周长,所以S=√[p(p-a)(p-b)(p-c)] 和S=√[s(s-a)(s-b)(s-c)]两种写法都是可以的,但多用p作为半周长。
——————————————————————————————————————————————由于任何n边的多边形都可以分割成n-2个三角形,所以海伦公式可以用作求多边形面积的公式。
比如说测量土地的面积的时候,不用测三角形的高,只需测两点间的距离,就可以方便地导出答案。
证明(1):与海伦在他的着作"Metrica"(《度量论》)中的原始证明不同,在此我们用三角公式和公式变形来证明。
设三角形的三边a、b、c的对角分别为A、B、C,则余弦定理为cosC = (a^2+b^2-c^2)/2abS=1/2*ab*sinC=1/2*ab*√(1-cos^2 C)=1/2*ab*√[1-(a^2+b^2-c^2)^2/4a^2*b^2]=1/4*√[4a^2*b^2-(a^2+b^2-c^2)^2]=1/4*√[(2ab+a^2+b^2-c^2)(2ab-a^2-b^2+c^2)]=1/4*√[(a+b)^2-c^2][c^2-(a-b)^2]=1/4*√[(a+b+c)(a+b-c)(a-b+c)(-a+b+c)]设p=(a+b+c)/2则p=(a+b+c)/2, p-a=(-a+b+c)/2, p-b=(a-b+c)/2,p-c=(a+b-c)/2,上式=√[(a+b+c)(a+b-c)(a-b+c)(-a+b+c)/16]=√[p(p-a)(p-b)(p-c)]所以,三角形ABC面积S=√[p(p-a)(p-b)(p-c)]证明(2):我国宋代的数学家秦九韶也提出了“三斜求积术”。
海伦公式的推导和应用
海伦公式的推导和应用 WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】海伦公式海伦公式又译作希伦公式、海龙公式、公式、海伦-秦九韶公式,传说是古代的国王希伦(,也称海龙)二世发现的公式,利用三角形的三条边长来求取三角形面积。
但根据Morris Kline在1908年出版的着作考证,这条公式其实是所发现,以托希伦二世的名发表(未查证)。
我国宋代的数学家也提出了“三斜求积术”,它与海伦公式基本一样。
假设有一个三角形,边长分别为a、b、c,三角形的面积S可由以下公式求得:S=√[p(p-a)(p-b)(p-c)]而公式里的p为半周长:p=(a+b+c)/2——————————————————————————————————————————————注1:"Metrica"(《度量论》)手抄本中用s作为半周长,所以S=√[p(p-a)(p-b)(p-c)] 和S=√[s(s-a)(s-b)(s-c)]两种写法都是可以的,但多用p 作为半周长。
——————————————————————————————————————————————由于任何n边的多边形都可以分割成n-2个三角形,所以海伦公式可以用作求多边形面积的公式。
比如说测量土地的面积的时候,不用测三角形的高,只需测两点间的距离,就可以方便地导出答案。
证明(1):与海伦在他的着作"Metrica"(《度量论》)中的原始证明不同,在此我们用三角公式和公式变形来证明。
设三角形的三边a、b、c的对角分别为A、B、C,则为cosC = (a^2+b^2-c^2)/2abS=1/2*ab*sinC=1/2*ab*√(1-cos^2 C)=1/2*ab*√[1-(a^2+b^2-c^2)^2/4a^2*b^2]=1/4*√[4a^2*b^2-(a^2+b^2-c^2)^2]=1/4*√[(2ab+a^2+b^2-c^2)(2ab-a^2-b^2+c^2)]=1/4*√[(a+b)^2-c^2][c^2-(a-b)^2]=1/4*√[(a+b+c)(a+b-c)(a-b+c)(-a+b+c)]设p=(a+b+c)/2则p=(a+b+c)/2, p-a=(-a+b+c)/2, p-b=(a-b+c)/2,p-c=(a+b-c)/2,上式=√[(a+b+c)(a+b-c)(a-b+c)(-a+b+c)/16]=√[p(p-a)(p-b)(p-c)]所以,三角形ABC面积S=√[p(p-a)(p-b)(p-c)]证明(2):我国宋代的数学家秦九韶也提出了“三斜求积术”。
证明海伦公式(二)
证明海伦公式(二)证明海伦公式什么是海伦公式?海伦公式是用来计算三角形面积的公式,其公式表达式为:面积 = sqrt(s * (s - a) * (s - b) * (s - c))其中,s 为半周长,a、b、c为三角形的三边。
列举相关公式在证明海伦公式的过程中,需要用到以下几个相关公式:1. 正弦定理正弦定理是描述三角形内角和三条边之间关系的公式,其公式表达式为:a / sin(A) =b / sin(B) =c / sin(C)其中,a、b、c为三角形的三边,A、B、C为对应的内角。
2. 周长公式周长公式是计算三角形周长的公式,其公式表达式为:周长 = a + b + c其中,a、b、c为三角形的三边。
3. 半周长公式半周长公式是计算三角形半周长的公式,其公式表达式为:s = (a + b + c) / 2其中,a、b、c为三角形的三边,s为半周长。
证明海伦公式海伦公式的证明可以分为以下几个步骤:1.根据正弦定理,将海伦公式中的三边 a、b、c 表达为半周长 s 和正弦函数的比值形式。
2.将 a、b、c 代入海伦公式,并进行展开和化简。
3.利用三角恒等式,将海伦公式中的正弦函数的比值形式展开,然后进行化简。
4.化简后得到的表达式将包含 (s - a)、(s - b)、(s- c) 的乘积。
5.利用周长公式将 s - a、s - b、s - c 替换为 b +c - a、c + a - b、a + b - c。
6.继续展开和化简,最终得到海伦公式的表达式。
举例解释说明假设有一个三角形,其中三边分别为 a = 3,b = 4,c = 5。
1.计算半周长:s = (3 + 4 + 5) / 2 = 62.利用海伦公式计算面积:面积 = sqrt(6 * (6 - 3) * (6 - 4) * (6 -5)) = sqrt(6 * 3 * 2 * 1) = sqrt(36) = 6因此,该三角形的面积为 6。
海伦公式的推导和应用
海伦公式海伦公式又译作希伦公式、海龙公式、希罗公式、海伦-秦九韶公式,传说是古代的叙拉古国王希伦Heron,也称海龙二世发现的公式,利用三角形的三条边长来求取三角形面积;但根据Morris Kline在1908年出版的著作考证,这条公式其实是阿基米德所发现,以托希伦二世的名发表未查证; 我国宋代的数学家秦九韶也提出了“三斜求积术”,它与海伦公式基本一样;假设有一个三角形,边长分别为a、b、c,三角形的面积S可由以下公式求得:S=√pp-ap-bp-c而公式里的p为半周长:p=a+b+c/2——————————————————————————————————————————————注1:"Metrica"度量论手抄本中用s作为半周长,所以S=√pp-ap-bp-c 和S=√ss-as-bs-c两种写法都是可以的,但多用p作为半周长;——————————————————————————————————————————————由于任何n边的多边形都可以分割成n-2个三角形,所以海伦公式可以用作求多边形面积的公式;比如说测量土地的面积的时候,不用测三角形的高,只需测两点间的距离,就可以方便地导出答案;证明1:与海伦在他的著作"Metrica"度量论中的原始证明不同,在此我们用三角公式和公式变形来证明;设三角形的三边a、b、c的对角分别为A、B、C,则余弦定理为cosC = a^2+b^2-c^2/2abS=1/2absinC=1/2ab√1-cos^2 C=1/2ab√1-a^2+b^2-c^2^2/4a^2b^2=1/4√4a^2b^2-a^2+b^2-c^2^2=1/4√2ab+a^2+b^2-c^22ab-a^2-b^2+c^2=1/4√a+b^2-c^2c^2-a-b^2=1/4√a+b+ca+b-ca-b+c-a+b+c设p=a+b+c/2则p=a+b+c/2, p-a=-a+b+c/2, p-b=a-b+c/2,p-c=a+b-c/2,上式=√a+b+ca+b-ca-b+c-a+b+c/16=√pp-ap-bp-c所以,三角形ABC面积S=√pp-ap-bp-c证明2:我国宋代的数学家秦九韶也提出了“三斜求积术”;它与海伦公式基本一样,其实在九章算术中,已经有求三角形公式“底乘高的一半”,在实际丈量土地面积时,由于土地的面积并不是的三角形,要找出它来并非易事;所以他们想到了三角形的三条边;如果这样做求三角形的面积也就方便多了;但是怎样根据三边的长度来求三角形的面积直到南宋,我国著名的数学家九韶提出了“三斜求积术”;秦九韶他把三角形的三条边分别称为小斜、中斜和大斜;“术”即方法;三斜求积术就是用小斜平方加上大斜平方,送到斜平方,取相减后余数的一半,自乘而得一个数小斜平方乘以大斜平方,送到上面得到的那个;相减后余数被4除冯所得的数作为“实”,作1作为“隅”,开平方后即得面积;所谓“实”、“隅”指的是,在方程px 2=qk,p为“隅”,q为“实”;以△、a,b,c表示三角形面积、大斜、中斜、小斜,所以q=1/4c 2a 2-c%| 2+a 2-b 2/2 2当P=1时,△2=q,S△=√{1/4c 2a 2-c 2+a 2-b 2/2 2}因式分解得1/16c+a 2-b 2b 2-c-a 2=1/16c+a+bc+a-bb+c-ab-c+a=1/8Sc+a+b-2bb+c+a-2ab+a+c-2c=pp-ap-bp-c由此可得:S△=√pp-ap-bp-c其中p=1/2a+b+c这与海伦公式完全一致,所以这一公式也被称为“海伦-秦九韶公式”;S=c/2根号下a^-{a^-b^+c^/2c}^ .其中c>b>a.根据海伦公式,我们可以将其继续推广至四边形的面积运算;如下题:已知四边形ABCD为圆的内接四边形,且AB=BC=4,CD=2,DA=6,求四边形ABCD 的面积这里用海伦公式的推广S圆内接四边形= 根号下p-ap-bp-cp-d 其中p为周长一半,a,b,c,d,为4边代入解得s=8√ 3海伦公式的几种另证及其推广关于三角形的面积计算公式在解题中主要应用的有:设△ABC中,a、b、c分别为角A、B、C的对边,ha为a边上的高,R、r分别为△ABC外接圆、内切圆的半径,p = a+b+c,则S△ABC=1/2 aha=1/2 ab×sinC=1/2 r p= 2R2sinAsinBsinC= √pp-ap-bp-c其中,S△ABC =√pp-ap-bp-c 就是著名的海伦公式,在希腊数学家海伦的著作测地术中有记载;海伦公式在解题中有十分重要的应用;一、海伦公式的证明证一勾股定理如右图勾股定理证明海伦公式;证二:斯氏定理如右图;斯氏定理证明海伦公式证三:余弦定理分析:由变形②S = 可知,运用余弦定理c2 = a2 + b2 -2abcosC 对其进行证明;证明:要证明S =则要证S === ab×sinC此时S = ab×sinC为三角形计算公式,故得证;证四:恒等式恒等式证明1恒等式证明2证五:半角定理∵由证一,x = = -c = p-cy = = -a = p-az = = -b = p-b∴r3 = ∴r =∴S△ABC = r·p = 故得证;二、海伦公式的推广由于在实际应用中,往往需计算四边形的面积,所以需要对海伦公式进行推广;由于三角形内接于圆,所以猜想海伦公式的推广为:在任意内接与圆的四边形ABCD中,设p= ,则S四边形=现根据猜想进行证明;证明:如图,延长DA,CB交于点E;设EA = e EB = f∵∠1+∠2 =180○ ∠2+∠3 =180○∴∠1 =∠3 ∴△EAB~△ECD∴= = =解得: e = ① f = ②由于S四边形ABCD = S△EAB将①,②跟b = 代入公式变形④,得:∴S四边形ABCD =所以,海伦公式的推广得证;三、海伦公式的推广的应用海伦公式的推广在实际解题中有着广泛的应用,特别是在有关圆内接四边形的各种综合题中,直接运用海伦公式的推广往往事倍功半;例题:如图,四边形ABCD内接于圆O中,SABCD = ,AD = 1,AB = 1, CD =2.求:四边形可能为等腰梯形;解:设BC = x由海伦公式的推广,得:4-x2+x2 =27x4-12x2-16x+27 = 0x2x2—1-11xx-1-27x-1 = 0x-1x3+x2-11x-27 = 0x = 1或x3+x2-11x-27 = 0当x = 1时,AD = BC = 1∴四边形可能为等腰梯形;在程序中实现VBS:dim a,b,c,p,q,sa=inputbox"请输入三角形第一边的长度"b=inputbox"请输入三角形第二边的长度"c=inputbox"请输入三角形第三边的长度"a=1ab=1bc=1cp=a+b+ca+b-ca-b+c-a+b+cq=sqrps=1/4qmsgbox"三角形面积为"&s, ,"三角形面积"在VC中实现include<stdio.h>include<math.h>main{int a,b,c,s;printf"输入第一边\n";scanf"%d",&a;printf"输入第二边\n";scanf"%d",&b;printf"输入第三边\n";scanf"%d",&c;s=a+b+c/2;printf"面积为:%f\n",sqrtss-as-bs-c;}海伦公式。
海伦公式初中证明
海伦公式初中证明《海伦公式初中证明,原来如此神奇!》嘿,同学们!你们知道海伦公式吗?这可是初中数学里超级厉害的一个公式呢!它能帮我们算出三角形的面积,是不是很神奇?让我先给大家讲讲什么是海伦公式。
海伦公式说的是:如果一个三角形的三条边长分别是a、b、c,那它的面积S 就可以通过下面这个式子来算:S = √[p(p - a)(p - b)(p - c)],这里的p 是半周长,也就是(a + b + c) / 2 。
那它到底是怎么被证明出来的呢?这可难不倒咱们聪明的初中生!我们先假设一个三角形ABC,三条边分别是a、b、c 。
那我们可以从顶点A 向对边BC 作一条垂线AD ,假设AD 的长度是h 。
这时候,三角形ABC 就被分成了两个直角三角形啦,分别是ABD 和ACD 。
在直角三角形ABD 中,根据勾股定理,BD 的长度就可以表示为√(c² - h²) 。
在直角三角形ACD 中,CD 的长度就是√(b² - h²) 。
那BC 的长度不就是BD + CD 嘛,也就是√(c² - h²) + √(b² - h²) ,可这BC 不就是a 嘛!这时候,我们就能得到一个等式:√(c² - h²) + √(b² - h²) = a 。
然后我们对这个等式进行一番捣鼓,就能算出h 啦。
算出h 之后,再代入三角形的面积公式S = 1/2 × BC × h ,经过一系列的化简和推导,哇塞,这不就得出了海伦公式嘛!你们说,这过程是不是像一场刺激的探险?再想想,如果没有海伦公式,我们每次算三角形面积都要费劲地找高,多麻烦呀!有了它,是不是轻松多啦?所以呀,数学的世界里到处都是宝藏,海伦公式就是其中一颗璀璨的明珠!咱们可得好好掌握它,让它成为我们解决数学难题的有力武器!同学们,你们觉得海伦公式神奇不神奇?反正我是觉得太牛啦!。