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游戏探索内容 欧拉线长度公式

发布日期:2024-12-21 08:53    点击次数:175

  

游戏探索内容 欧拉线长度公式

任何三角形要点、外心与垂心共线,称为欧拉线,那欧拉线长度是若干呢,今天来求一下。

如下图,若△ABC为锐角三角形,HO为欧拉线,衔接AH交BC于E,则AE⊥BC,作OD⊥BC于D,则D为BC中点。作OF⊥AE于F,衔接OA、OB、OC,则有AO=BO=CO=R,DO=EF=RcosA(圆心角与圆周角2倍继续),HA=2DO=2EF(不错看夙昔发的对于欧拉线的著作,不再赘述),其中R为△ABC外接圆半径。

OF²=AO²-AF²=AO²-(AE-EF)²

=R²-(AB·sinB-RcosA)²

=R²-(2RsinCsinB+Rcos(B+C))²

=R²-(RsinCsinB+RcosBcocC)²

=R²-R²cos²(B-C)

=R²sin²(B-C)

HF=AE-AH-EF=AE-3DO

=2RsinCsinB-3RcosA

HO²=OF²+HF²

=R²sin²(B-C)+R²(2sinCsinB-3cosA)²

=R²(1-8cosAcosBcosC)

是以HO=R√(1-8cosAcosBcosC)

若△ABC为钝角三角形,如下图,∠A>90°,HO是欧拉线,衔接AH交BC于E,则有AE⊥BC,其余援助线同上,与锐角三角形不同的是,∠COD=180°-∠A,相似DO=EF,ED=FO,DO=-RcosA。

HF=HA+AE+EF=AE+3OD

=AB·sinB-3RcosA

=2RsinCsinB-3RcosA

BE=AB·cosB=2RsinCcosB

ED=BE-BD=BC/2-2RsinCcosB

=RsinA-2RsinCcosB

HO²=HF²+ED²(因为ED=FO)

=R²(2sinCsinB-3cosA)+R²(sinA-2sinCcosB)

=R²(1+8cos²A-8cosAsinBsinC)

=R²(1+8cosA(cosA-sinBsinC))

=R²(1-8cosA(-cos(B+C)-sinBsinC))

=R²(1-8cosAcosBcosC)

是以HO=R√(1-8cosAcosBcosC)

若△ABC为直角三角形,如∠B=90°,B点即为H点,AC中点即为O点,HO=R。

以上公式仍然适用,cosB=cos90°=0,代入公式得HO=R。

又如△ABC为正三角形,三心合一,是以有HO=0,公式仍建造。

HO=R√(1-8cosAcosBcosC)

=R√(1-8cos60°cos60°cos60°)

=R√(1-1)=0。