陈小波:海伦公式是什么
房建国的回答:
已知三角形三边a,b,c,则:
(海伦公式)(p=(a+b+c)/2)
S=sqrt[p(p-a)(p-b)(p-c)]
=sqrt[(1/16)(a+b+c)(a+b-c)(a+c-b)(b+c-a)]
=1/4sqrt[(a+b+c)(a+b-c)(a+c-b)(b+c-a)]
林嘉喜的回答:
海伦公式又译希伦公式,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。 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=根号{s(s-a)(s-b)(s-c)} 而公式里的s: s={a+b+c}{2} 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。 [编辑]证明 与海伦在他的着作"Metrica"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,则馀弦定理为 \cos(C) = \frac{a^2+b^2-c^2}{2ab} 从而有 \sin(C) = \sqrt{1-\cos^2(C)} = \frac{ \sqrt{-a^4 -b^4 -c^4 +2a^2b^2 +2b^2c^2 +2c^2a^2} }{2ab} 因此三角形的面积S为 S = \frac{1}{2}ab \sin(C) = \frac{1}{4}\sqrt{-a^4 -b^4 -c^4 +2a^2b^2 +2b^2c^2 +2c^2a^2} = \sqrt{s(s-a)(s-b)(s-c)} 最后的等号部分可用因式分解予以导出。
D.D的回答:
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 = aha= ab×sinc = r p = 2r2sinasinbsinc = = 其中,s△abc = 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、 海伦公式的变形 s= = ① = ② = ③ = ④ = ⑤ 二、 海伦公式的证明 证一 勾股定理 分析:先从三角形最基本的计算公式s△abc = aha入手,运用勾股定理推导出海伦公式。 证明:如图ha⊥bc,根据勾股定理,得: x = y = ha = = = ∴ s△abc = aha= a× = 此时s△abc为变形④,故得证。 证二:斯氏定理 分析:在证一的基础上运用斯氏定理直接求出ha。 斯氏定理:△abc边bc上任取一点d, 若bd=u,dc=v,ad=t.则 t 2 = 证明:由证一可知,u = v = ∴ ha 2 = t 2 = - ∴ s△abc = aha = a × = 此时为s△abc的变形⑤,故得证。 证三:余弦定理 分析:由变形② s = 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 分析:考虑运用s△abc =r p,因为有三角形内接圆半径出现,可考虑应用三角函数的恒等式。 恒等式:若∠a ∠b ∠c =180○那么 tg · tg tg · tg tg · tg = 1 证明:如图,tg = ① tg = ② tg = ③ 根据恒等式,得: = ①②③代入,得: ∴r2(x y z) = xyz ④ 如图可知:a+b-c = (x z)+(x y)-(z y) = 2x ∴x = 同理:y = z = 代入 ④,得: r 2 · = 两边同乘以 ,得: r 2 · = 两边开方,得: r · = 左边r · = r·p= s△abc 右边为海伦公式变形①,故得证。 证五:半角定理 半角定理:tg = tg = tg = 证明:根据tg = = ∴r = × y ① 同理r = × z ② r = × x ③ ①×②×③,得: r3 = ×xyz ∵由证一,x = = -c = p-c y = = -a = p-a z = = -b = p-b ∴ r3 = ∴ r = ∴s△abc = r·p = 故得证。 三、 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。 四、 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半功倍。 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-x)(2+x)2 =27 x4-12x2-16x+27 = 0 x2(x2—1)-11x(x-1)-27(x-1) = 0 (x-1)(x3+x2-11x-27) = 0 x = 1或x3+x2-11x-27 = 0 当x = 1时,ad = bc = 1 ∴ 四边形可能为等腰梯形。
子铭的回答:
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 ———————————