任意三角形外接圆半径、内切圆半径的求法及通用公式

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一、任意三角形外接圆半径

设三角形各边边长分别为a,b,c 外接圆半径为R ,(如右图所示)

则βαβαβαsin sin cos cos 2)cos(2

22-=-+=

+ab

c b a

(余弦定理)

而R b

R b

22cos ==α,R b R 4sin 22

-

=

α R

a

R a

22cos ==β,R

a R 4sin 2

2

-

=

β 即有:=-+ab c b a 2222R

a R R

b R R a R b 442222

22

-

--⋅ 即有:2

22222222)

4)(4(R a R b R ab ab c b a ---=

-+ 所以:)4)(4()(

222222

222

a R

b R ab

c b a R ab --=-+- 即有:2222242

2224

2

2

2

2

2

)(416)(

4)(4)(b a R b a R ab

c b a R c b a R ab ++-=-++-+- 所以:])(

4[2

2222

2

ab

c b a R c -+-=,即:])(4[2222222222c b a b a R c b a -+-= 所以:)

)()()((a c b b c a c b a c b a abc

R -+-+-+++=

而三角形面积: ))()()((4a c b b c a c b a c b a S -+-+-+++= (海伦公式) 所以,有:S

abc

R 4=

※ 另一求法,可用正弦定理,即:R A

a

2sin =,而bc a c b A 2cos 222-+=

所以:

2

222222

2222)(4)

2(12)

(cos 12sin 2a c b c b abc

bc

a c

b a

A a

A a R -+-=

-+-=

-==

二、任意三角形内切圆的半径 设三角形各边边长分别为a,b,c 内切圆半径为r ,(如右图所示)

因为内切圆的圆心为各角的角平分线的交点, 所以,会有

⎪⎩

⎧=+=+=+c

z y b y x a

z x ,解得2c b a x -+= 显然:αtan x r =,而α

ααα

α2cos 1)2(cos 12cos 12sin tan 2+-=

+= 而由余弦定理有:ab

c b a 22cos 2

22-+=α

所以:)

)(()()(421)

2(1tan 2

22222222

222c b a c b a c b a ab ab

c b a ab c b a -+++-+-=-++

-+-=α

即有:)

(2)()(4))(()

()(422

22222

2222c b a c b a ab c b a c b a c b a ab c b a r ++-+-=

-+++-+-⋅-+=

即:c

b a S

c b a S c b a a c b b c a c b a c b a r ++=

++=++-+-+-+++=

2)(24)(2))()()((

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