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射影定理

2022-07-12 21:55:36 百科资料

直角三角形射影定理,又称“欧几里德定理”,定理的内容是直角三角形中,斜边上的高是两直角边在斜边上射影的比例中项,每一条直角边是这条直角边在斜边上的射影和斜边的比例中项。 公式表达为:如右图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,cd是斜边ab上的高,则有射影定理如下:①CD²;=AD·DB,②BC²=BD·BA , ③AC²=AD·AB ; ④AC·BC=AB·CD(等积式,可用面积来证明。)

AC*BC=2 S ABC

CD*AB=2 S ABC

AC*BC=AB*CD

  • 中文名 射影定理
  • 外文名 Right triangle altitude theorem
  • 别称 欧几里德定理
  • 表达式 AC·BC=AB·CD(等积式)
  • 提出者 欧几里得

概述

  直角三角形射影定理(又叫欧几里德(Euclid)定理):直角三角形中,斜边上的高是两直角边在斜边上射影的比例中项。每一条直角边是这条直角边在斜边上的射影和斜边的比例中项。公式Rt△ABC中,∠ACB=90°,cd是斜边ab上的高,则有射影定理如下:(1)(CD)^2;=AD·DB, (2)(BC)^2;=BD·BA , (3)(AC)^2;=AD·AB 。等积式 (4)ACXBC=ABXCD(可用面积来证明)

直角三角形

直角三角形射影定理

  所谓射影,就是灯光投影。直角三角形射影定理(又叫欧几里德(Euclid)定理):直角三角形中,斜边上的高是两直角边在斜边上射影的比例中项。每一条直角边是这条直角边在斜边上的射影和斜边的比例中项。

  公式: 如图,Rt△ABC中,∠ABC=90°,BD是斜边AC上的高,则有射影定理如下:

射影定理

  (1)BD²=AD·DC (2)AB²=AD·AC 

  (3)BC²=CD·CA (4)AB×BC=AC×BD(可用“面积法”或相似来证明)

证明

  解:

  在△BAD与△ACD中,

  ∵∠CAD+∠BAD=90°,且∠CAD+∠C=90°,                                                            

射影定理简图

  ∴∠BAD=∠C,

  又∵∠BDA=∠BAC=90°

  ∴△BAD∽△ACD

  ∴ AD/BD=CD/AD

  即 AD²=BD·DC

  其余同理可得可证

射影定理

内容

  AB²=AD·AC,BC²=CD·CA

  两式相加得:

  AB²+BC²=AD·AC+CD·AC =(AD+CD)·AC=AC² (即勾股定理)。 

  注: AB²的意思是AB的2次方。

证明

  已知:三角形中角A=90度,AD是高.

  证明1:设点A在直线BC上的射影为点D,则AB、AC在直线BC上的射影分别为BD、CD,且

  BD=c·cosB,CD=b·cosC,∴a=BD+CD=b·cosC+c·cosB   同理可证其余。

  证明2:由正弦定理,可得:b=asinB/sinA,c=asinC/sinA=asin(A+B)/sinA=a(sinAcosB+cosAsinB)/sinA

  =acosB+(asinB/sinA)cosA=a·cosB+b·cosA.   同理可证其余。

用勾股证射影

  ∵AD²=AB²-BD²=AC²-CD²,

  ∴2AD²=AB²+AC²-BD²-CD²=BC²-BD²-CD²=(BC+BD)(BC-BD)-CD²=(BC+BD)CD-CD²=(BC+BD-CD)CD=2BD×CD.

  故AD²=BD×CD.

  运用此结论可得:AB²=BD²+AD²=BD²+BD×CD=BD×(BD+CD) =BD×BC,

  AC² =CD²+AD²=CD²+BD×CD=CD(BD+CD)=CD×CB.

  综上所述得到射影定理。同样也可以利用三角形面积知识进行证明。

任意三角形

  任意三角形射影定理又称“第一余弦定理”:

  △ABC的三边是a、b、c,它们所对的角分别是A、B、C,则有

  a=b·cosC+c·cosB,

  b=c·cosA+a·cosC,

  c=a·cosB+b·cosA。

  注:以“a=b·cosC+c·cosB”为例,b、c在a上的射影分别为b·cosC、c·cosB,故名射影定理。

面积射影定理

  面积射影定理:“平面图形射影面积等于被射影图形的面积S乘以该图形所在平面与射影面所夹角的余弦。”

  COSθ=S射影/S原

  (平面多边形及其射影的面积分别是S原,S射影,它们所在平面所成锐二面角的为θ)

证明思路

  证明思路:因为射影就是将原图形的长度(三角形中称高)缩放,所以宽度是不变的,又因为平面多边形的面积比=边长的平方比。所以就是图形的长度(三角形中称高)的比。那么这个比值应该是平面所成角的余弦值。在两平面中作一直角三角形,并使斜边和一直角边垂直于棱(即原多边形图的平面和射影平面的交线),那么三角形的斜边和另一直角边就是其多边形的长度比,即为平面多边形的面积比,而将这个比值放到该平面三角形中去运算,即可。

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