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三角形中线向量公式推导(三角形的中线向量公式怎么来的)

三角形中线向量公式推导(三角形的中线向量公式怎么来的)

更新时间:2024-02-17 16:51:58

三角形中线向量公式推导

三角形的中线是连接三角形的一个顶点与对边中点的线段。设三角形的顶点分别为A、B、C,对边中点分别为D、E、F。根据向量的加法和乘法运算,可以得到中线向量的公式推导如下:

1. 连接A和D的向量为AD,连接B和E的向量为BE,连接C和F的向量为CF。

2. 由于D是边BC的中点,所以有BD = DC,即向量BD = 向量DC。

3. 同理,向量CE = 向量EA,向量AF = 向量FB。

4. 根据向量的加法运算,可以得到中线向量的公式:

- 中线AD = 1/2(向量BD + 向量DC)

- 中线BE = 1/2(向量CE + 向量EA)

- 中线CF = 1/2(向量AF + 向量FB)

这就是三角形中线向量的公式推导过程。

若AD是△ABC的中线,则有:AD=(1/2)√(2AB^2+2AC^2-BC^2)。

利用勾股定理推导。

过A作AE⊥BC,垂足为E。

一、当D、E重合时,则有:AB=AC、BD=BC/2。

由勾股定理,有:AD^2=AB^2-BD^2=AB^2-BC^2/4=(1/4)(4AB^2-BC^2),

∴AD=(1/2)√(4AB^2-BC^2)=(1/2)√(2AB^2+2AC^2-BC^2)。

二、当E在线段CD上时,

由勾股定理,有:AE^2=AB^2-BE^2、AE^2=AC^2-CE^2,

∴2AE^2=AB^2+AC^2-BE^2-CE^2=AB^2+AC^2-(BD+DE)^2-(CD-DE)^2,

∴2AE^2=AB^2+AC^2-BD^2-2BD×DE-DE^2-CD^2+2CD×DE-DE^2,

而BD=CD=BC/2,

∴2AE^2=AB^2+AC^2-2(BC/2)^2-2DE^2=AB^2+AC^2-BC^2/2-2DE^2。

再由勾股定理,有:AE^2=AD^2-DE^2,代入上式中,得:

2AD^2-2DE^2=AB^2+AC^2-BC^2/2-2DE^2,

∴4AD^2=2AB^2+2AC^2-BC^2,

∴AD=(1/2)√(AB^2+AC^2-BC^2)。

三、考虑到对称性,当E在线段BD上时,公式也是的。

四、当E在BC的延长线时,

(因时间关系,这留给你尝试着证明它,若有困难,则请你追加说明,本人在你需要时将继续给你写出证明过程。希望不需要啊!)

五、考虑到对称性,若能证得E在BC的延长线时公式成立,则E在CB的延长线时也是成立的。

综上所述,无论是什么三角形,公式都成立。

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