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海倫公式與秦九韶三斜求積公式

2023-05-24 15:13 作者:wwj007890  | 我要投稿

高中數(shù)學(必修5)第一章解三角形講到利用三角形的三個邊求面積的問題時,在"閱讀與思考"中介紹了古希臘數(shù)學家海倫(Heron)和我國南宋著名數(shù)學家秦九韶(約1202-1261),因為他們兩人都給出了利用三角形的三邊直接求三角形面積的公式。前者給出的公式叫“海倫公式”

S%3D%5Csqrt%7Bp(p-a)(p-b)(p-c)%7D%20,其中p%3D%5Cfrac%7Ba%2Bb%2Bc%7D%7B2%7D%20

而后者在《數(shù)書九章》中給出的求法是:“以小斜冪并大斜冪減中斜冪,余半之,自乘于上。以小斜冪乘大斜冪減上,余四約之,為實。一為從隅,開平方得積?!比绻岩陨线@段文字寫成公式,就是

?????????????S%3D%5Csqrt%7B%5Cfrac%7B1%7D%7B4%7D%5Ba%5E2c%5E2-(%5Cfrac%7Ba%5E2%2B%20c%5E2-b%5E2%20%20%7D%7B2%7D%20%20)%20%5E2%20%20%5D%20%7D%20,

稱為"三斜求積"公式,它雖然與海倫公式形式上不一樣,但兩者是完全等價的,實質是一樣的.

????筆者給出二者等價的證明如下:

p(p-a)(p-b)(p-c)%3D%5Cfrac%7B1%7D%7B16%7D%20(a%2Bb%2Bc)(b%2Bc-a)(c%2Ba-b)(a%2Bb-c)%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?%3D%5Cfrac%7B1%7D%7B16%7D%20%5B2ac%2B(a%5E2%20%2Bc%5E2-b%5E2%20)%20%5D%5B2ac-(a%5E2%2Bc%5E2-b%5E2%20)%20%20%5D? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?%3D%5Cfrac%7B1%7D%7B16%7D%20%5B(a%2Bc)%5E2-b%5E2%20%20%5D%5Bb%5E2-(a-c)%5E2%20%20%5D? ? ? ?(*)

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?%3D%5Cfrac%7B1%7D%7B16%7D%20(2ac%2B2ac%5Ccos%20B%20)(2ac-2ac%5Ccos%20B)

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (∵根據(jù)余弦定理有a%5E2%2Bc%5E2-b%5E2%3D2ac%5Ccos%20B%20)

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??%3D%5Cfrac%7B1%7D%7B4%7D%20a%5E2c%5E2(1%2B%5Ccos%20B%20)(1-%5Ccos%20B%20)

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?%3D%5Cfrac%7B1%7D%7B4%7D%20a%5E2c%5E2%5Csin%5E2B%20%20%20%3D(%5Cfrac%7B1%7D%7B2%7Dac%5Csin%20B%20%20)%5E2%20

S%3D%5Cfrac%7B1%7D%7B2%7D%20ac%5Csin%20B%20

??而? %5Cfrac%7B1%7D%7B4%7D%5Ba%5E2c%5E2-(%5Cfrac%7Ba%5E2%2B%20c%5E2-b%5E2%20%20%7D%7B2%7D%20%20)%20%5E2%20%20%20%5D%3D%5Cfrac%7B1%7D%7B4%7D%5Bac%2B%5Cfrac%7Ba%5E2%2B%20c%5E2-b%5E2%20%20%7D%7B2%7D%5D%5Bac-%5Cfrac%7Ba%5E2%2B%20c%5E2-b%5E2%20%20%7D%7B2%7D%5D? ?? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??%3D%5Cfrac%7B1%7D%7B16%7D%20%5B2ac%2B(c%5E2%2Ba%5E2-b%5E2)%5D%5B2ac-(c%5E2%2Ba%5E2-b%5E2)%5D

這里已經是上面化簡過程中的(*)式的形式,可見"海倫公式"與秦九韶的"三斜求積"公式是統(tǒng)一的.

???另: 數(shù)學(八年級下冊)第16頁閱讀與思考介紹如下:
????


(2008-03-13 15:42:04)

海倫公式與秦九韶三斜求積公式的評論 (共 條)

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