张角定理怎么发明的 科普数学家朱谦
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春天来了,油菜花开了,我们看看图,2020.3.23
昨天写完古印度数学家婆罗摩笈多,查看记录的大纲,发现漏写了朱谦,大纲备注是发现了张角定理。
遍搜网络,没有找到朱谦的生平,只有“公元467年,东晋朱谦发现张角定理。”
朱谦这个名字应该是一个很常见的名,中国人挺喜欢“谦”这个字的。网络上发现好几个朱谦。同名的朱谦是明朝大将,而发现张角定理的朱谦,是东晋人。
另一个说法张角定理是由英文名音译的。张角定理的英文名,spread angle theorem,很大概率是从音译过来,张开的角度,简称张角,对应上中国历史东汉末年张角。这只是我的一个猜测。
第一个说法,我姑且认为他是真的吧。
朱谦,东晋人,于公元467年发现张角定理。至于生平,未知。张角定理记载于哪本数学算经,也未知。公元467年,是中国南北朝时期,北朝是北魏,南朝是南朝宋。南北朝时期,战争频发,朱谦对我们来说就像谜一样。
下面我们直接进入专题:
·张角定理
这个定理下面,我会推导出已知三条边长,求角平分线的长度和各种角,半角的正弦余弦正切值的公式。
在三角形ABC中,D是BC的一点,连接AD,那么
。
大家注意三条线的顶点都是A.
这个证明方法很多,我说个最简单的:
用三角形面积公式,面积等于两边乘以夹角的正弦。
大三角形可以写成两个小三角形的和。基本公式写出来,定理就得证了。
特殊情形:
AD是角平分线时,我们就可以算出AD的长了。
这里写个约定:三角形顶点是A,B,C,
三边长分别是a,b,c,
周长的一半是p,
面积是S。
那么张角公式就可以写成:
如果AD是角平分线,那我们就可以得出:
AD=
而余弦定理得知:
再根据三角函数半角公式,我们可以得出:
①
同样的事我们可以推出:
②
那么:
③
④
那么角平分线AD的长度为:
⑤
注意第三个正切公式:p*(p-a(b,c))与其余两个的比例。
总结:这里归纳了三角形三个角和三条边的关系,已知三边,求三个内角的正弦,余弦,正切值,以及内角半角的三角函数值。
张角定理的逆定理
逆定理同样成立。这个非常重要,是用来证明共线的一个重要定理。
在角ABC,D为角内一点,连接AD,
如果
,
那么B,C,D三点共线。
这个定理证明过程:
连接BC,交AD于D’.
根据张角的定理,可以得出:
又有已知,可以得出:
得出AD=AD’
那么D.D’重合。
介绍了长角定理,顺便把分角定理也说一下。
两个都是连接一个顶点和对边某点构成的图形里的边角关系的定理。
分角定理:
在三角形ABC中,D是BC所在直线的一点,连接AD,则有:
分角定理是几何数学中一个基础定理,证明过程非常简单。
和张角的定理证明很类似,
大致就是等式右边分子分母同时乘以AD,就是面积之比。
就不一一写出来了。
如果有错误或者疏漏,请大家留言指出来,我会修改订正的。
本文就为大家讲解到这里,希望对大家有所帮助。
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