发布日期:2024-12-21 08:53 点击次数:175
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。