海伦公式的证明(精选多篇)

经典合同

海伦公式的证明

姓名：XXX 日期：XX年X月X日

海伦公式的证明

与海伦在他的著作"metrica"(《度量论》)中的原始证明不同，在此我们用三角公式和公式变形来证明。设三角形的三边a、b、c的对角分别为a、b、c，则余弦定理为cosc =

(a^2+b^2-c^2)/2abs=1/2*ab*sinc=1/2*ab*√(1-cos^2

c)=1/2*ab*√[1-(a^2+b^2-c^2)^2/4a^2*b^2]=1/4*√[4a^2*b^2-(a^2 +b^2-c^2)^2]=1/4*√[(2ab+a^2+b^2-c^2)(2ab-a^2-b^2+c^2)]=1/4*

√[(a+b)^2-c^2][c^2-(a-b)^2]=1/4*√[(a+b+c)(a+b-c)(a-b+c)(-a+ b+c)]设p=(a+b+c)/2则p=(a+b+c)/2, p-a=(-a+b+c)/2,

p-b=(a-b+c)/2,p-c=(a+b-c)/2,上式

=√[(a+b+c)(a+b-c)(a-b+c)(-a+b+c)/16]=√[p(p-a)(p-b)(p-c)]所以，三角形abc面积s=√[p(p-a)(p-b)(p-c)]

第二篇：海伦公式的几种证明与推广

海伦公式的几种证明与推广

古镇高级中学付增德

高中数学必修⑤第一章在阅读与思考栏目向学生介绍一个非常重

要且优美的公式——海伦公式〔heron's formula〕：假设有一个三角形，边长分别为a,b,c,，三角形的面积s可由以下公式求得：

s?

(p?a)(p?b)(p?c)，而公式里的p?

12

(a?b?c)，称为半周长。

图1

第 2 页共 32 页

海伦公式又译希伦公式，传说是古代的叙拉古国王希伦二世发现的公式，利用三角形的三条边长来求取三角形面积。但根据morris kline 在1908年出版的著作考证，这条公式其实是阿基米德所发现，以托希伦二世的名发表。由于任何n边的多边形都可以分割成n-2个三角形，所以海伦公式可以用作求多边形面积的公式。比如说测量土地的面积的时候，不用测三角形的高，只需测两点间的距离，就可以方便地导出答案。海伦公式形式漂亮，结构工整，有多种变形，如：s= p(p?a)(p?b)(p?c)

2

2

2

141414

(a?b?c)(a?b?c)(a?c?b)(b?c?a)(a

2

14

[(a?b)?c][c14

4ab

2

2

?(a?b)]

2

2

?b

第 3 页共 32 页

2

?c

2

?2ab)[?(a

2

2

?b

4

2

?c

4

2

?2ab)]

4

?(a

2

?b?c)

22

2ab

2

?2ac

2

?2bc

第 4 页共 32 页

?a?b?c

12

absinc和余弦定理

教课书中并以习题形式出现，给出的参考答案是利用三角形面积计算公式s?

12

12

12

c

2

?a

2

?b

2

?2abcosc的证明过程：s?absinc=ab1?cosnc=

2

ab1?(

a

2

?b

2

?c

2

第 5 页共 32 页

2

下略。我国南宋著名数学家秦九韶也发现了与海伦公式等价的“三斜求积”公式，中国古代的天元术发展水平非常高，笔者猜想秦九韶在独立推出“三斜求积”公式过程中，利用了解方程的方法，因此海伦公式可以作如下推证，从三角形最基本的面积公式s?abc?

12

aha入手，利用勾股定理，布列方程组求高。

如图2，

b

图2

c

?x2?y2?c2

222

?2a?c?b22

在△abc中，ad为边bc上的高，根据勾股定理，有?x?z?b解方程，得y?，

2a

?y?z?a?z?

a

?b

?c

2a

，x?c

第 6 页共 32 页

?c

a

?c

?b

2a

12a

4ac

22

?(a

?c

?b)下略。在求

22

高的方法上，我们也可以用斯特瓦尔特定理，根据斯氏定理，△abc 顶点a于对边bc上任一点d间的距离ad有下列等式确定：ab ad

?dc?ac

?bd?ad

?bc?bd?dc?bc，等式改写为

?ab

dcbc

?ac

bdbc

?bc

第 7 页共 32 页

bdbc

aa

22

而当点d是顶点a的正射影时,有bddc

abcosbaccosc

?c?b

22

?b?c

22

，利用比例的性质，变形得

bdbc

a

?c

22

?b

2a

dcbc

a

?b

22

?c

2a

第 8 页共 32 页