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托勒密定理

(2022-03-28 13:02:58)
  托勒密(Ptolemy)定理指出,圆的内接凸四边形两对对边乘积的和等于两条对角线的乘积。 原文:圆的内接四边形中,两对角线所包矩形的面积等于 一组对边所包矩形的面积与另一组对边所包矩形的面积之和。 从这个定理可以推出正弦、余弦的和差公式及一系列的三角恒等式,托勒密定理实质上是关于共圆性的基本性质。
  一般几何教科书中的“托勒密定理”,实出自依巴谷(Hipparchus)之手,托勒密只是从他的书中摘出。
  摘出并完善后的托勒密(Ptolemy)定理指出,圆的内接凸四边形两对对边乘积的和等于两条对角线的乘积。
  定理表述:圆的内接四边形中,两对角线所包矩形的面积等于 一组对边所包矩形的面积与另一组对边所包矩形的面积之和。
  从这个定理可以推出正弦、余弦的和差公式及一系列的三角恒等式,托勒密定理实质上是关于共圆性的基本性质.


托勒密是古希腊天文学家、地理学家、占星学家和光学家。生于公元90年,公元168年去世。一生著作甚多。在数学方面,他用圆周运动组合解释了天体视动,他还论证了四边形的特性,即有名的托勒密定理。下面笔者向大家介绍托勒密定理及证明。

托勒密定理:圆的内接凸四边形两对对边乘积的和等于两条对角线的乘积。

证明:如图,ABCD是圆的内接四边形,AC、BD是对角线,

求证:AB·DC+BC ·AD=BD·AC

分析:在对角线BD上(或在AC上)找一点,构造三角形与图形中的某三角形相似,用结论中的边表示BE和DE,然后把BE和DE相加。

证明:当CA平分∠BCD时,设BD、AC交于E。在CBE和CAD中

∠1=∠2,又∠3=∠4,∴CBECAD,∴BEAD= BCAC,∴

http://image103.360doc.com/DownloadImg/2017/02/2019/91928197_1

在DCE和ACB中,∠2=∠1,又∠5=∠6,

∴DCEACB,∴DEAB=DCAC,∴

http://image103.360doc.com/DownloadImg/2017/02/2019/91928197_2

当AC不平分∠BCD时,不妨设∠BCA>∠ACD,如图所示,作∠1=∠2,CE交BD于E。

在CBE和CAD中,∠1=∠2,∠3=∠4,∴CBECAD,∴BEAD= BCAC,∴

http://image103.360doc.com/DownloadImg/2017/02/2019/91928197_3

在DCE和ACB中,∠1=∠2,∴∠DCE=∠ACB,∠5=∠6,

∴DCEACB,∴DEAB=DCAC,∴

http://image103.360doc.com/DownloadImg/2017/02/2019/91928197_4

定理得证。托勒密定理在数学中有着广泛地运用,有些重要定理如勾股定理都可以用此定理来证明。

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