词条 | 塞瓦定理 |
释义 | 简介塞瓦(Giovanni Ceva,1648~1734)意大利水利工程师,数学家。塞瓦定理载于塞瓦于1678年发表的《直线论》塞瓦定理是塞瓦的重大发现。 具体内容塞瓦定理 在△ABC内任取一点O, 直线AO、BO、CO分别交对边于D、E、F,则 (BD/DC)*(CE/EA)*(AF/FB)=1 证法简介 (Ⅰ)本题可利用梅涅劳斯定理证明: ∵△ADC被直线BOE所截, ∴ (CB/BD)*(DO/OA)*(AE/EC)=1 ① 而由△ABD被直线COF所截,∴ (BC/CD)*(DO/OA)*(AF/FB)=1② ②÷①:即得:(BD/DC)*(CE/EA)*(AF/FB)=1 (Ⅱ)也可以利用面积关系证明 ∵BD/DC=S△ABD/S△ACD=S△BOD/S△COD=(S△ABD-S△BOD)/(S△ACD-S△COD)=S△AOB/S△AOC ③ 同理 CE/EA=S△BOC/ S△AOB ④ AF/FB=S△AOC/S△BOC ⑤ ③×④×⑤得BD/DC*CE/EA*AF/FB=1 利用塞瓦定理证明三角形三条高线必交于一点: 设三边AB、BC、AC的垂足分别为D、E、F, 根据塞瓦定理逆定理,因为(AD:DB)*(BE:EC)*(CF:FA)=[(CD*cotA)/[(CD*cotB)]*[(AE*cotB)/(AE*cotC)]*[(BF*cotC)/[(BF*cotA)]=1,所以三条高CD、AE、BF交于一点。 可用塞瓦定理证明的其他定理; 三角形三条中线交于一点(重心):如图5 D , E分别为BC , AC 中点 所以BD=DC AE=EC 所以BD/DC=1 CE/EA=1 且因为AF=BF 所以 AF/FB必等于1 ,所以三角形三条中线交于一点,即为重心 用塞瓦定理还可以证明三条角平分线交于一点 此外,可用定比分点来定义塞瓦定理: 在△ABC的三边BC、CA、AB或其延长线上分别取L、M、N三点,又分比是λ=BL/LC、μ=CM/MA、ν=AN/NB。于是AL、BM、CN三线交于一点的充要条件是λμν=1。(注意与梅涅劳斯定理相区分,那里是λμν=-1) 塞瓦定理推论1.塞瓦定理角元形式 AD,BE,CF交于一点的充分必要条件是: (sin∠BAD/sin∠DAC)*(sin∠ACF/sin∠FCB)*(sin∠CBE/sin∠EBA)=1 由正弦定理及三角形面积公式易证 2.如图,对于圆周上顺次6点A,B,C,D,E,F,直线AD,BE,CF交于一点的充分必要条件是: (AB/BC)*(CD/DE)*(EF/FA)=1由塞瓦定理的角元形式,正弦定理及圆弦长与所对圆周角关系易证。 数学意义使用塞瓦定理可以进行直线形中线段长度比例的计算,其逆定理还可以用来进行三点共线、三线共点等问题的判定方法,是平面几何学以及射影几何学中的一项基本定理,具有重要的作用。塞瓦定理的对偶定理是梅涅劳斯定理。 记忆方法塞瓦定理的优点多多,但是却不是特别好记,这里有一个方法分享给大家 (BD/DC)*(CE/EA)*(AF/FB)=1 相当于BD*CE*AF=DC*EA*FB 各位发现没等式左右两端字母竟然是一样的! 可以如下表述,在记忆(BD/DC)*(CE/EA)*(AF/FB)=1时,可理解为在符合在三边线段的前提下,分母分子字母一样,且分母、分子内部无相同字母.。 另外一种记忆方式是,将图中的ABC作为顶点,图中的DEF最为分点,则(BD/DC)*(CE/EA)*(AF/FB)可以看做是:顶点到分点(BD),该分点到另一顶点(DC),顶点再到分点(CE),分点再到顶点(EA),顶点再到分点(AF),分点再到顶点(FB)。一个循环。 |
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