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词条 斯特瓦尔特定理
释义

斯特瓦尔特(stewart)定理

设已知△ABC及其底边上B、C两点间的一点D,则有

AB^2·DC+AC^2·BD-AD^2·BC=BC·DC·BD。

斯特瓦尔特定理的证明

证明:在图2-6中,作AH⊥BC于H。为了明确起见,设H和C在点D的同侧,那么由广勾股定理

AC^2=AD^2+DC^2-2DC·DH,(1)

AB^2=AD^2+BD^2+2BD·DH。 (2)

用BD乘(1)式两边得

AC^2·BD=AD^2·BD+DC^2·BD-2DC·DH·BD,①

用DC乘(2)式两边得

AB^2·DC=AD^2·DC+BD^2·DC+2BD·DH·DC。②

由 ① + ② 得到

AC^2·BD+AB^2·DC=AD^2(BD+DC)+DC^2·BD+BD^2·DC

=AD^2·BC+BD·DC·BC。

∴AB^2·DC+AC^2·BD-AD^2·BC=BC·DC·BD。

或者根据余弦定理得

AB^2=PB^2+PA^2-2PB·PA·cos∠APB

AC^2=PA^2+PC^2-2PA·PC·cos∠APC

两边同时除以PB·PA·PC得

AC^2·PB+AB^2·PC=(PB^2+PA^2)PC+(PA^2+PA^2)PB

化简即可(注:图中2-7A点为P点,BDC点依次为ABC)

斯特瓦尔特定理的逆定理成立

斯特瓦尔特定理的推论

斯特瓦尔特定理还有如下推论

(1)若AB=AC,则AP^2=AB^2-BP·PC

(2)若AP为BC中线,则AP^2=1/2(AB^2+AC^2)-1/4*BC^2

(3)若AP为∠A内角平分线,则AP^2=AB·AC﹣BP·PC

(4)若AP为∠A外角平分线,则AP^2=﹣AB·AC+BP·PC

(5)若BP/BC=λ,则AP^2=λ·﹙λ﹣1﹚·BC^2+﹙1﹣λ﹚·AB^2+λ·AC^2

斯特瓦尔特定理与托勒密定理和张角定理可以互化

斯特瓦尔特定理的常见应用方式

①用于得到线段倍份关系

②用于求解三角形问题

(诀窍是选则适当的三角形及其边上的点;灵活运用推论)

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更新时间:2025/2/4 4:08:34