梅涅勞斯定理
梅涅勞斯(Menelaus)定理是由古希臘數(shù)學(xué)家梅涅勞斯首先證明的。它指出:如果一條直線與△ABC的三邊AB、BC、CA或其延長線交于F、D、E點,那么AF/FB×BD/DC×CE/EA=1。
證明:
過點A作AG‖BC交DF的延長線于G
AF/FB=AG/BD , BD/DC=BD/DC , CE/EA=DC/AG
三式相乘得:
AF/FB×BD/DC×CE/EA=AG/BD×BD/DC×DC/AG=1
它的逆定理也成立:若有三點F、D、E分別在的邊AB、BC、CA或其延長線上,且滿足AF/FB×BD/DC×CE/EA=1,則F、D、E三點共線。利用這個逆定理,可以判斷三點共線。
另外,有很多人會覺得書寫這個公式十分煩瑣,不看書根本記不住,下面從別人轉(zhuǎn)來一些方法幫助書寫
1.ABC為三個頂點,DEF為三個分點
(AF/FB)×(BD/DC)×(CE/EA)=1
。?shù)椒?分到頂)*(頂?shù)椒?分到頂)*(頂?shù)椒?分到頂)=1
2.為了說明問題,并給大家一個深刻印象,我們假定圖1中的A、B、C、D、E、F是六個旅游景點,各景點之間有公路相連。我們乘直升機(jī)飛到這些景點的上空,然后選擇其中的任意一個景點降落。我們換乘汽車沿公路去每一個景點游玩,最后回到出發(fā)點,直升機(jī)就停在那里等待我們回去。
我們不必考慮怎樣走路程最短,只要求必須“游歷”了所有的景點。只“路過”而不停留觀賞的景點,不能算是“游歷”。
例如直升機(jī)降落在A點,我們從A點出發(fā),“游歷”了其它五個字母所代表的景點后,最終還要回到出發(fā)點A。
另外還有一個要求,就是同一直線上的三個景點,必須連續(xù)游過之后,才能變更到其它直線上的景點。
從A點出發(fā)的旅游方案共有四種,下面逐一說明:
方案 ① ——從A經(jīng)過B(不停留)到F(停留),再返回B(停留),再到D(停留),之后經(jīng)過B(不停留)到C(停留),再到E(停留),最后從E經(jīng)過C(不停留)回到出發(fā)點A。
按照這個方案,可以寫出關(guān)系式:
。ˋF:FB)*(BD:DC)*(CE:EA)=1。
現(xiàn)在,您知道應(yīng)該怎樣寫“梅涅勞斯定理”的公式了吧。
從A點出發(fā)的旅游方案還有:
方案 ② ——可以簡記為:A→B→F→D→E→C→A,由此可寫出以下公式:
。ˋB:BF)*(FD:DE)*(EC:CA)=1。從A出發(fā)還可以向“C”方向走,于是有:
方案 ③ —— A→C→E→D→F→B→A,由此可寫出公式:
。ˋC:CE)*(ED:DF)*(FB:BA)=1。 從A出發(fā)還有最后一個方案:
方案 ④ —— A→E→C→D→B→F→A,由此寫出公式:
。ˋE:EC)*(CD:DB)*(BF:FA)=1。
我們的直升機(jī)還可以選擇在B、C、D、E、F任一點降落,因此就有了圖1中的另外一些公式。
盡管圖1中列出了許多公式,但仍不是全部公式,還可以寫出一些來。
值得注意的是,有些公式中包含了四項因式,而不是“梅涅勞斯定理”中的三項。當(dāng)直升機(jī)降落在B點時,就會有四項因式。而在C點和F點,既會有三項的公式,也會有四項的公式。公式為四項時,有的景點會游覽了兩次。
不知道梅涅勞斯當(dāng)年是否也是這樣想的,只是列出了一兩個典型的公式給我們看看。
現(xiàn)在是否可以說,我們對梅涅勞斯定理有了更深刻的了解呢。那些復(fù)雜的相除相乘的關(guān)系式,不會再寫錯或是記不住吧。
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