Jump to content

Медиана (геометрия)

(Перенаправлено с Медиана (треугольник) )
Медианы треугольника и центр тяжести .

В геометрии медиана соединяющий треугольника . — это отрезок, вершину с серединой противоположной стороны и делящий эту сторону пополам треугольника Каждый треугольник имеет ровно три медианы, по одной от каждой вершины, и все они пересекаются в центроиде . В случае равнобедренных и равносторонних треугольников медиана делит пополам любой угол при вершине, две смежные стороны которого равны по длине.Понятие медианы распространяется и на тетраэдры .

Отношение к центру масс

[ редактировать ]

треугольника Каждая медиана треугольника проходит через центр тяжести , который является центром масс бесконечно тонкого объекта однородной плотности, совпадающего с треугольником. [1] Таким образом, объект будет балансировать в точке пересечения медиан. Центроид находится в два раза ближе вдоль любой медианы к стороне, где медиана пересекается, чем к вершине, из которой она исходит.

Равновеликое деление

[ редактировать ]

Каждая медиана делит площадь треугольника пополам, отсюда и название, и, следовательно, треугольный объект одинаковой плотности будет балансировать на любой медиане. (Любые другие линии, делящие площадь треугольника на две равные части, не проходят через центр тяжести.) [2] [3] Три медианы делят треугольник на шесть меньших треугольников одинаковой площади .

Доказательство равновеликой собственности

[ редактировать ]

Рассмотрим треугольник АВС . Пусть D — середина , E — середина , F — середина , а O — центроид (чаще всего обозначается G ).

По определению, . Таким образом и , где представляет собой площадь треугольника ; это справедливо, потому что в каждом случае два треугольника имеют основания одинаковой длины и имеют общую высоту от (расширенного) основания, а площадь треугольника равна половине произведения его основания на его высоту.

У нас есть:

Таким образом, и

С , поэтому, .Используя тот же метод, можно показать, что .

Три равных треугольника

[ редактировать ]

В 2014 году Ли Саллоуз обнаружил следующую теорему: [4]

Медианы любого треугольника делят его на шесть равных по площади меньших треугольников, как показано на рисунке выше, где три соседние пары треугольников встречаются в средних точках D, E и F. Если два треугольника в каждой такой паре повернуты вокруг общей средней точки до тех пор, пока они не встречаются так, чтобы иметь общую сторону, то три новых треугольника, образованные объединением каждой пары, конгруэнтны.

Формулы, включающие длины медиан

[ редактировать ]

Длины медиан можно получить из теоремы Аполлония как: где и стороны треугольника с соответствующими медианами и от их середин.

Эти формулы подразумевают соотношения: [5]

Другие объекты недвижимости

[ редактировать ]

Пусть ABC — треугольник, пусть G — его центр тяжести и пусть D , E и F — середины BC , CA и AB соответственно. Для любой точки P плоскости ABC тогда [6]

Центроид делит каждую медиану на части в соотношении 2:1, причем центроид находится в два раза ближе к середине стороны, чем к противоположной вершине.

Для любого треугольника со сторонами и медианы [7]

Медианы от сторон длин и перпендикулярны когда тогда и только тогда, [8]

Медианы прямоугольного треугольника с гипотенузой удовлетворить

Площадь любого треугольника T можно выразить через его медианы. , и следующее. Если их полусумма обозначается затем [9]

Тетраэдр

[ редактировать ]
медианы тетраэдра

Тетраэдр объект , трехмерный имеющий четыре треугольные грани . Отрезок, соединяющий вершину тетраэдра с центром тяжести противоположной грани, называется медианой тетраэдра. Есть четыре медианы, и все они совпадают в центроиде тетраэдра. [10] Как и в двумерном случае, центр тяжести тетраэдра является центром масс . Однако, в отличие от двумерного случая, центроид делит медианы не в соотношении 2:1, а в соотношении 3:1 ( теорема Коммандино ).

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Вайсштейн, Эрик В. (2010). CRC Краткая математическая энциклопедия, второе издание . ЦРК Пресс. стр. 375–377. ISBN  9781420035223 .
  2. ^ Боттомли, Генри. «Медианы и биссектрисы треугольника» . Архивировано из оригинала 10 мая 2019 г. Проверено 27 сентября 2013 г.
  3. ^ Данн, Дж. А., и Претти, Дж. Э., «Разделение треугольника пополам», Mathematical Gazette 56, май 1972 г., 105–108. DOI 10.2307/3615256. Архивировано 5 апреля 2023 г. в Wayback Machine.
  4. ^ Саллоуз, Ли (2014). «Теорема треугольника» . Журнал «Математика» . 87 (5): 381. doi : 10.4169/math.mag.87.5.381 . ISSN   0025-570X .
  5. ^ Депланш, Ю. (1996). Я говорю формулы . Медианы треугольника. Эдунса. п. 22. ISBN  978-84-7747-119-6 . Проверено 24 апреля 2011 г.
  6. ^ Задача 12015, American Mathematical Monthly, том 125, январь 2018 г., DOI: 10.1080/00029890.2018.1397465
  7. ^ Посаментье, Альфред С. и Салкинд, Чарльз Т., Сложные проблемы геометрии , Дувр, 1996: стр. 86–87.
  8. ^ Боскофф, Хоментковски и Сучава (2009), Математический вестник , примечание 93.15.
  9. ^ Бени, Арпад, «Формула типа Герона для треугольника», Mathematical Gazette 87, июль 2003 г., 324–326.
  10. ^ Люнг, Кам-тим; и Суен, Сук-нам; «Векторы, матрицы и геометрия», Hong Kong University Press, 1994, стр. 53–54.
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 9303de94eb51efe08eaaf574e91c4aab__1719831960
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/93/ab/9303de94eb51efe08eaaf574e91c4aab.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Median (geometry) - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)