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其实拿破仑还是一位数学家

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1楼2011-05-01 09:41回复

    如图所示


    2楼2011-05-01 21:38
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      将要说拿破仑三角形,曾经令拉普拉斯敬佩不已。
      给它一个定义:
           这个三角形是这样的:      ● 在任意一个三角形的三条边上分别向外做出三个等边三角形,则这三个等边三角形的中心也构成一个等边三角形。这个由三个等边三角形中心构成的三角形称“外拿破仑三角形”。如图中的△DEF就是△ABC的外拿破仑三角形。      ● 在任意一个三角形的三条边上分别向内做出三个等边三角形,则这三个等边三角形的中心仍能构成一个等边三角形,这个由三个等边三角形中心构成的三角形称“内拿破仑三角形”。


      3楼2011-05-01 21:39
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             这里提供一种最简单的证明方法,只需初中的水平就可以理解了:     
        证明:     
        如图,分别以△ABC的边BC、AC、AB为等边三角形边长,向△ABC外作等边三角形(△BCC'、△ACA'、△ABB'),设这三个三角形的中心分别为D,E,F,     
        则:∠FAB=∠FBA=∠DBC=∠DCB=∠EAC=∠ECA=30°     
        以点A为圆心,以AF长为半径作弧;以点E为圆心,以DC长为半径作弧。设两弧在多边形AFBDCE内交于点G。则AG=AF,GE=DC。     
        连接GF、GA、GE,DE、DF、EF。     
        ∵△ABF、△BCD、△ACE都是底角为30°的等腰三角形(即∠FAB=∠FBA=∠DBC=∠DCB=∠EAC=∠ECA=30°)     
        ∴△ABF∽△BCD∽△ACE,    
        ∴AF/AB = AE/AC = DC/BC    
        又∵AG=AF,GE=DC     
        ∴AG/AB = AE/AC = GE/BC     
        ∴△AGE∽△ABC     
        ∴∠GAE=∠BAC    
        ∴∠FAG = ∠EAF-∠GAE = ∠EAF-∠BAC = ∠FAB+∠EAC = 60°    
        又∵AG=AF    
        ∴△AGF为等边三角形    
        ∴AG=AF,∠AGF=60°    
        ∵△AGE∽△ABC    
        ∴∠AGE=∠ABC    
        又∵∠FBD = ∠ABC+∠FBA+∠DBC = ∠ABC+60°    
        ∠FGE = ∠AGE+∠AGF = ∠AGE+60°     
        ∴∠FBD=∠FGE     
        ∵在△FBD和△FGE中,      FB=FG,∠FBD=∠FGE,BD=GE    
        ∴△FBD≌△FGE(SAS)     
        ∴FD=FE      同理,FD=DE    
        ∵FD=DE=FE    
        ∴△DEF为等边三角形     
        即“外拿破仑三角形”是等边三角形。(在任意一个三角形的三条边上分别向外做出三个等边三角形,则这三个等边三角形的中心也构成一个等边三角形)    
        证明“内拿破仑三角形”是等边三角形过程与此相同,有兴趣的话你也可以自己试试!


        4楼2011-05-01 21:41
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          下面是另外两种推广


          5楼2011-05-01 21:41
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            定理1
                  以△ABC的三边为底边各向形外作等腰三角形BCD,CAE和ABF,
            这三个等腰三角形的底角各为α,β和γ,且α+β+γ=90°,
            则       ∠FDE=90°-α,∠DEF=90°-β,∠EFD=90°-γ.
            证明
                  为方便计,把△ABC的三内角简记为A、B、C.因DC=DB,则可将△DCE绕D点旋转∠BDC至△DBG位置,连FG.     
            ∵∠FBG=360°-∠DBF-∠DBG       =360°- (α+β+γ) - (α+C+β)       =180°-B-C+180°-2(α+β+γ)+β+γ       =A+β+γ=∠FAE.       又BG=CE=AE,FB=FA,      
            ∴△FBG≌△FAE,FG=FE.      
            从而△DGF≌△DEF,∠FDG=∠FDE,      
            同理∠DEF=90°-β,∠EFD=90°-γ.
            定理2.
                  在△ABC的外侧作三角形△BCP、△CAQ和△ABR,使∠PBC=∠QAC=α,∠PCB=∠QCA=β,∠RAB=∠RBA=γ,且α+β+γ=90°,则RQ=RP,且∠QRP=2α.
            证明
                  RB绕R逆时针旋转2α至RG,连BG、AG、QG.      
            ∵∠GBA=∠GBR-γ       =90°-α-γ       =β       又RA=RB=RG,       即R为△ABG的外心,      
            ∴△ABG∽△ACQ∽△BCP,       又∠BAC=∠GAQ,       又∠RGQ=∠AGQ+∠AGR       =∠ABC+α+γ=∠RBP,      
            ∴∠RGQ≌△RBP.      
            ∴RQ=RP.       又因∠GRQ=∠BRP,      
            ∴∠QRP=∠GRB=2α.      
            以上摘自百度拿破仑吧.       下面介绍一个更好想的方法:
            计算法证明:
                  设新三个三角形的中心分别是O1    O2    O3,     
            设出角度及边长,表达出∣O1O2∣及∣O1O3∣的长.经计算均等于(a2+b2+c2)/6]+(abc/2*√3*R)      
            其中分别为三边长,R为三角形ABC外接圆半径     
            有兴趣的朋友可以试试(尤其是高中朋友,可作为三角部分的练习题)      
            


            7楼2011-05-01 21:43
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              还可以用余弦定理来证明,思路是用三角形三边长a,b,c和(余弦定理)来表示等边三角形三边边长,辅助线很简单,看看扩展阅读。


              8楼2011-05-01 21:43
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                说明一下,这一定理可以等价描述为:若以任意三角形的各边为底边向形外作底角为30°的等腰三角形,则它们的顶点构成一个等边三角形。
                本图形具备下列特征:
                1.线段AX=BY=CZ,且该三线段交于一点,该点到ABC三点距离之和等于线段AX(或BY,CZ)。
                2.线段AX与MN,BY与NL,CZ与ML互相垂直。
                3.三角形ACY与BCX与ABZ之外接圆相交于一点,该点即线段AX,BY,CZ之交点。
                四边形上,类似的定理为凡·奥贝尔定理。
                拿破仑定理本身为佩特诺-伊曼-道格拉斯定理的特例。
                内拿破仑三角形的面积大于等于 0 给出外森比克不等式。


                9楼2011-05-01 21:44
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                  拿破仑三角形的证明:利用图解的方式,一步一步说明拿破仑三角形的原理。


                  10楼2011-05-01 21:44
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                    可见,
                    拿破仑·波拿巴法国近代资产阶级军事家、政治家、数学家。
                    在远征中拿破仑曾下达过一条著名的指令:“让驴子和学者走在队伍中间。”拿破仑本人精通数学,同时还十分喜爱文学和宗教,受启蒙运动的影响非常大,他在数学方面上曾经创造过一个“拿破仑定理”。 


                    11楼2011-05-01 21:46
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                      突然有种玄幻了的感觉!!


                      12楼2011-05-02 10:50
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                        额,什么意思?


                        13楼2011-05-02 12:28
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                          拿破仑 牛B


                          14楼2012-01-04 16:15
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                            对尊者有种玄幻的感觉。。。。


                            IP属地:河南来自手机贴吧15楼2012-07-26 17:26
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