秦九韶-海仑公式是怎样的?
提问人:wangsy 回答:7 浏览:1962 提问时间:2010/3/6 23:03:50 到期时间:2010/3/11 23:03:50 悬赏分:10+5+20
秦九韶-海仑公式在哪些数学计算中使用?
海伦公式为
S=√[p*(p-a)*(p-b)*(p-c)] 其中,a,b,c为三角形的三边,p=(a+b+c)/2 其实海伦公式很好推的 推导过程如下 (为方便起见,仅以锐角三角形为例推导) 假设三角形三边为a,b,c,c边对应的高为h 则根据勾股定理 √(a²-h²)+√(b²-h²)=c 即√(a²-h²)=c-√(b²-h²) 两边同时平方 a²-h²=c²-2c√(b²-h²)+b²-h² 2c√(b²-h²)=c²+b²-a² 4c²b²-4c²h²=(c²+b²-a²)² (2cb-c²-b²+a²)(2cb+c²+b²-a²)=4c²h² (a²-(b-c)²)((b+c)²-a²)=4c²h² (a-b+c)(a+b-c)(b+c-a)(a+b+c)=4c²h² 则 S=ch/2 =√[(a-b+c)(a+b-c)(b+c-a)(a+b+c)]/4 令a+b+c=2P 则 a-b+c=2P-2b a+b-c=2P-2c b+c-a=2P-2a 则 S=√[(2P-2b)(2P-2c)(2P-2a)2P]/4 =√[p(p-a)(p-b)(p-c)] 边长为13,14,15的三角形的面积为 S =√(21×(21-13)×(21-14)×(21-15)) =√(21×8×7×6) =84 回答者:吴晓聪 2010/3/7 13:12:35
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楼上的太强了!
回答者:唐仲仁 2010/3/8 15:38:00
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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 —————————————————————————————————————————————— 注1:"Metrica"(《度量论》)手抄本中用s作为半周长,所以 S=√[p(p-a)(p-b)(p-c)] 和S=√[s(s-a)(s-b)(s-c)]两种写法都是可以的,但多用p作为半周长。 —————————————————————————————————————————————— 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。 证明(1): 与海伦在他的著作"Metrica"(《度量论》)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,则余弦定理为 cosC = (a^2+b^2-c^2)/2ab S=1/2*ab*sinC =1/2*ab*√(1-cos^2 C) =1/2*ab*√[1-(a^2+b^2-c^2)^2/4a^2*b^2] =1/4*√[4a^2*b^2-(a^2+b^2-c^2)^2] =1/4*√[(2ab+a^2+b^2-c^2)(2ab-a^2-b^2+c^2)] =1/4*√[(a+b)^2-c^2][c^2-(a-b)^2] =1/4*√[(a+b+c)(a+b-c)(a-b+c)(-a+b+c)] 设p=(a+b+c)/2 则p=(a+b+c)/2, p-a=(-a+b+c)/2, p-b=(a-b+c)/2,p-c=(a+b-c)/2, 上式=√[(a+b+c)(a+b-c)(a-b+c)(-a+b+c)/16] =√[p(p-a)(p-b)(p-c)] 所以,三角形ABC面积S=√[p(p-a)(p-b)(p-c)] 证明(2): 我国宋代的数学家秦九韶也提出了“三斜求积术”。它与海伦公式基本一样,其实在《九章算术》中,已经有求三角形公式“底乘高的一半”,在实际丈量土地面积时,由于土地的面积并不是的三角形,要找出它来并非易事。所以他们想到了三角形的三条边。如果这样做求三角形的面积也就方便多了。但是怎样根据三边的长度来求三角形的面积?直到南宋,我国著名的数学家九韶提出了“三斜求积术”。 秦九韶他把三角形的三条边分别称为小斜、中斜和大斜。“术”即方法。三斜求积术就是用小斜平方加上大斜平方,送到斜平方,取相减后余数的一半,自乘而得一个数小斜平方乘以大斜平方,送到上面得到的那个。相减后余数被4除冯所得的数作为“实”,作1作为“隅”,开平方后即得面积。 所谓“实”、“隅”指的是,在方程px 2=qk,p为“隅”,q为“实”。以△、a,b,c表示三角形面积、大斜、中斜、小斜,所以 q=1/4[c 2a 2-(c%| 2+a 2-b 2/2) 2] 当P=1时,△ 2=q, S△=√{1/4[c 2a 2-(c 2+a 2-b 2/2) 2]} 因式分解得 1/16[(c+a) 2-b 2][b 2-(c-a) 2] =1/16(c+a+b)(c+a-b)(b+c-a)(b-c+a) =1/8S(c+a+b-2b)(b+c+a-2a)(b+a+c-2c) =p(p-a)(p-b)(p-c) 由此可得: S△=√[p(p-a)(p-b)(p-c)] 其中p=1/2(a+b+c) 这与海伦公式完全一致,所以这一公式也被称为“海伦-秦九韶公式”。 S=c/2*根号下a^-{(a^-b^+c^)/2c}^ .其中c>b>a. 根据海伦公式,我们可以将其继续推广至四边形的面积运算。如下题: 已知四边形ABCD为圆的内接四边形,且AB=BC=4,CD=2,DA=6,求四边形ABCD的面积 这里用海伦公式的推广 S圆内接四边形= 根号下(p-a)(p-b)(p-c)(p-d) (其中p为周长一半,a,b,c,d,为4边) 代入解得s=8√ 3 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 =1/2 aha =1/2 ab×sinC =1/2 r p = 2R2sinAsinBsinC = √[p(p-a)(p-b)(p-c)] 其中,S△ABC =√[p(p-a)(p-b)(p-c)] 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、 海伦公式的证明 证一 勾股定理 如右图勾股定理证明海伦公式。 证二:斯氏定理 如右图。 斯氏定理证明海伦公式 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 恒等式证明(1) 恒等式证明(2) 证五:半角定理 ∵由证一,x = = -c = p-c y = = -a = p-a z = = -b = p-b ∴ r3 = ∴ r = ∴S△ABC = r·p = 故得证。 二、 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。 三、 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倍功半。 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。 在程序中实现(VBS): dim a,b,c,p,q,s a=inputbox("请输入三角形第一边的长度") b=inputbox("请输入三角形第二边的长度") c=inputbox("请输入三角形第三边的长度") a=1*a b=1*b c=1*c p=(a+b+c)*(a+b-c)*(a-b+c)*(-a+b+c) q=sqr(p) s=(1/4)*q msgbox("三角形面积为"&s), ,"三角形面积" 在VC中实现 #include<stdio.h> #include<math.h> main() { int a,b,c,s; printf("输入第一边\n"); scanf("%d",&a); printf("输入第二边\n"); scanf("%d",&b); printf("输入第三边\n"); scanf("%d",&c); s=(a+b+c)/2; printf("面积为:%f\n",sqrt(s*(s-a)*(s-b)*(s-c))); } 回答者:张芮豪 2010/3/8 19:08:23
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相当难得答案啊 ~~~无语
回答者:MANMAN 2010/3/8 23:13:18
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1 2楼的很专业啊
回答者:周小杰 2010/3/9 16:17:50
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海伦公式
海伦公式又译作希伦公式、海龙公式、希罗公式、海伦-秦九韶公式,传说是古代的叙拉古国王 希伦(Heron,也称海龙)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年出版的著作考证,这条公式其实是阿基米德所发现,以托希伦二世的名发表(未查证)。 我国宋代的数学家秦九韶也提出了“三斜求积术”,它与海伦公式基本一样。 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 —————————————————————————————————————————————— 注:"Metrica"(《度量论》)手抄本中用s作为半周长,所以 S=√[p(p-a)(p-b)(p-c)] 和S=√[s(s-a)(s-b)(s-c)]两种写法都是可以的,但多用p作为半周长。 —————————————————————————————————————————————— 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。 证明(1): 与海伦在他的著作"Metrica"(《度量论》)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,则余弦定理为 cosC = (a^2+b^2-c^2)/2ab S=1/2*ab*sinC =1/2*ab*√(1-cos^2 C) =1/2*ab*√[1-(a^2+b^2-c^2)^2/4a^2*b^2] =1/4*√[4a^2*b^2-(a^2+b^2-c^2)^2] =1/4*√[(2ab+a^2+b^2-c^2)(2ab-a^2-b^2+c^2)] =1/4*√[(a+b)^2-c^2][c^2-(a-b)^2] =1/4*√[(a+b+c)(a+b-c)(a-b+c)(-a+b+c)] 设p=(a+b+c)/2 则p=(a+b+c)/2, p-a=(-a+b+c)/2, p-b=(a-b+c)/2,p-c=(a+b-c)/2, 上式=√[(a+b+c)(a+b-c)(a-b+c)(-a+b+c)/16] =√[p(p-a)(p-b)(p-c)] 所以,三角型ABC面积S=√[p(p-a)(p-b)(p-c)] 证明(2): 我国宋代的数学家秦九韶也提出了“三斜求积术”。它与海伦公式基本一样,其实在《九章算术》中,已经有求三角形公式“底乘高的一半”,在实际丈量土地面积时,由于土地的面积并不是的三角形,要找出它来并非易事。所以他们想到了三角形的三条边。如果这样做求三角形的面积也就方便多了。但是怎样根据三边的长度来求三角形的面积?直到南宋,我国著名的数学家九韶提出了“三斜求积术”。 秦九韶他把三角形的三条边分别称为小斜、中斜和大斜。“术”即方法。三斜求积术就是用小斜平方加上大斜平方,送到斜平方,取相减后余数的一半,自乘而得一个数小斜平方乘以大斜平方,送到上面得到的那个。相减后余数被4除冯所得的数作为“实”,作1作为“隅”,开平方后即得面积。 所谓“实”、“隅”指的是,在方程px 2=qk,p为“隅”,Q为“实”。以△、a,b,c表示三角形面积、大斜、中斜、小斜,所以 q=1/4[c 2a 2-(c%| 2+a 2-b 2/2) 2] 当P=1时,△ 2=q, S△=√{1/4[c 2a 2-(c 2+a 2-b 2/2) 2]} 因式分解得 1/16[(c+a) 2-b 2][b62-(c-a) 2] =1/16(c+a+b)(c+a-b)(b+c-a)(b-c+a) =1/8S(c+a+b-2b)(b+c+a-2a)(b+a+c-2c) =p(p-a)(p-b)(p-c) 由此可得: S△=√[p(p-a)(p-b)(p-c)] 其中p=1/2(a+b+c) 这与海伦公式完全一致,所以这一公式也被称为“海伦-秦九韶公式”。 回答者:詹玄 2010/3/9 22:20:51
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果然是学数学的
回答者:刘龙 2010/3/11 12:28:44
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